Maiores contribuições da IoT para Covid-19 e Saúde

IoT para Covid-19

O novo coronavírus (COVID-19), declarado como pandemia pela Organização Mundial da Saúde (OMS), mudou a forma como as pessoas vivem. Isso afeta setores-chave da economia e da indústria globais, e a governança e a estrutura da Internet das Coisas (IoT) não são exceção a esse respeito.

Enquanto isso, nosso habitat está cada vez mais sendo inundado por vários sensores de objetos do cotidiano. A tecnologia da Internet das Coisas (IoT) integra-se perfeitamente às redes online, funcionando automaticamente sem intervenção manual.

A Internet das Coisas (IoT) é conhecida como uma rede de sensores que coletam dados local e remotamente e é útil na área de gestão de e-health. Ele combina redes de área corporal (Body Area Networks – BANs) com dispositivos de monitoramento no local para coletar informações críticas do paciente e fornecer serviços essenciais de rastreamento e também de rastreamento para gerenciamento epidemiológico. Seu sistema local de e-saúde pode coletar informações de saúde, como pressão arterial, temperatura e frequência cardíaca. Essas informações podem ser armazenadas localmente e acessíveis por profissionais de saúde. No caso do COVID-19, os dados podem ser usados ​​para iniciar um diagnóstico da infecção, bem como para rastrear a direção de sua disseminação na comunidade. Os dados básicos necessários incluem temperatura corporal, localização e histórico de viagens. Esses parâmetros podem alertar as autoridades se há necessidade de mais pesquisas e testes ou não.

Em tempos de pandemia global como o coronavírus de 2019 (COVID-19), a adesão às diretrizes de distanciamento social é crucial e os pacientes são rastreados e acompanhados com sucesso. Esses dois aspectos ajudam muito no controle da propagação do vírus pelo mundo. A capacidade dos serviços de IoT de fornecer coleta e monitoramento remoto de dados de pacientes em quarentena tornou-se um aspecto fundamental no combate à propagação da pandemia do vírus.

A rede de sensores heterogêneos existente na forma de wearables, telefones celulares, câmeras e drones foi rapidamente integrada às comunidades. Os protocolos de comunicação de baixo consumo de energia (LPWAN) permitem a coleta e o monitoramento de dados em áreas muito grandes. Dispositivos de IoT, como telefones celulares e drones, estão coletando dados, modificando a plataforma de governança de IoT para atender aos requisitos de políticas e aproveitando inovações de pesquisa para aplicar a tecnologia de IoT para gerenciar surtos de vírus com eficiência.

Plataforma IoT para Covid-19

A Figura abaixo mostra a arquitetura de computação hierárquica, que envolve quatro camadas, incluindo camada de percepção, camada de rede, camada de névoa e camada de nuvem.

IoT platform for Covid-19
Figura: Plataforma IoT para Covid-19

Camada de Percepção

A camada de Percepção consiste em vários dispositivos que capturam o ambiente e as pessoas. Nesse nível, os dados são recebidos como um sensor IoT comum. Esses sensores de IoT foram amplamente testados em diagnósticos não clínicos da saúde e atividade humana. Os sensores incluem sensores inerciais (acelerômetros e giroscópios), magnetômetros, microfones, radar de ondas milimétricas, identificação por radiofrequência (RFID) e câmeras.

Camada de Rede

A camada de rede é responsável por transmitir dados de informação ou instruções na camada de percepção para toda a plataforma IoT. A transmissão de informação é baseada em uma rede pública ou privada com modo de comunicação sem fio ou com fio, que inclui redes 4G/5G, redes WiFi e redes de satélite.

Camada de Névoa

A computação em névoa introduzida pela Cisco tem menor latência em comparação com a computação em nuvem, pois está mais próxima dos sensores físicos da IoT. Um nó de névoa pode ser dispositivos capaz de processamento, armazenamento e conectividade de rede, como roteadores ou servidores embarcados. Um nó desse tipo não é um servidor poderoso, mas é uma coleção de sistemas descentralizados e de baixo custo. Devido à baixa latência, a computação em névoa pode ser usada em aplicações sensíveis ao tempo e à localização para rastreamento de contatos, diagnóstico de sintomas COVID-19, distanciamento social e monitoramento de Quarentena.

Camada de Nuvem

No nível da nuvem, há um servidor centralizado ou data center com armazenamento e poder de processamento poderosos. A camada de nuvem é responsável por tarefas que ela não pode manipular, como prever eventos complexos. Devido ao seu poderoso poder de processamento, algoritmos avançados, como algoritmos de análise de big data e algoritmos de aprendizado profundo, podem ser usados ​​para melhorar o desempenho do sistema. O rastreamento de mutações SARS-CoV-2 e a previsão de surtos COVID-19 são implementados nesta camada.

Soluções IoT para situações de pandemia

As tecnologias de IoT possibilitam diagnosticar sintomas em um ambiente não clínico e compartilhar dados com médicos, permitindo assistência médica remota. Aqui estão alguns dos cenários de IoT do mundo real que provaram ser úteis em situações de pandemia:

Monitoramento de Respiração

A frequência e os padrões de respiração podem refletir a condição física de uma pessoa, e padrões respiratórios anormais podem indicar condições mais graves em pacientes com COVID-19. O monitoramento respiratório é, portanto, muito importante em aplicações clínicas. A medição tradicional da respiração requer visitas hospitalares e dispositivos médicos profissionais ligados ao corpo humano, o que é inconveniente para quem precisa. À medida que a tecnologia IoT avança, o monitoramento da respiração torna-se difundido e onipresente. Muitos estudos usam vários sensores de IoT, como sensor inercial, câmera, microfone, radar mmWave e WiFi, para monitorar continuamente a atividade respiratória em ambientes internos e externos.

Monitoramento de Saturação de Oxigênio no sangue

A saturação de oxigênio no sangue (SpO2) é uma medida da capacidade dos glóbulos vermelhos de transportar oxigênio. Uma pessoa saudável tem SpO2 superior a 95%. Em pacientes com COVID-19, a SpO2 hipoglicêmica é um sinal de alerta da doença. Na prática clínica, um dispositivo não invasivo, um oxímetro de pulso, é usado no dedo de uma pessoa para medir continuamente a SpO2 no sangue. No entanto, este oxímetro de pulso não é adequado para uso diário. Outros estudos medem a SpO2 no sangue usando oxímetros de pulso ou sensores de fotopletismografia de pulso (PPG) analisando as diferenças na absorção da luz refletida no sangue do pulso. Ao integrar esses sensores de pulso em seu smartwatch ou Fitbit, você pode monitorar continuamente as mudanças relativas de SpO2 do sangue.

Monitoramento de Temperatura Corporal

A febre é um sintoma comum da COVID-19, e dados clínicos mostram que mais de 80% dos pacientes com COVID-19 têm febre. Durante o surto de COVID-19, muitos hospitais instalaram sensores de temperatura infravermelhos na entrada para detectar pacientes com febre e isolá-los de outros pacientes para avaliação adicional. Portanto, é importante monitorar as mudanças na temperatura corporal para detectar e prevenir o COVID-19. Os sensores de temperatura infravermelhos são frequentemente usados ​​para medir a temperatura corporal sem contato durante o monitoramento contínuo e de longo prazo para prevenir a febre em áreas de alto risco, como hospitais, escolas e aeroportos. Pesquisadores propuseram o uso de imagens térmicas infravermelhas de drones para identificar pessoas infectadas com COVID-19 em ambiente externo.

Monitoramento da Quarentena

A quarentena é usada para impedir a propagação do COVID-19, isolando as pessoas que foram diagnosticadas com COVID-19 ou que estão infectadas com o coronavírus. Alguns estudos usam a tecnologia IoT para monitorar a quarentena do COVID-19. O cinto vestível amarrado ao corpo que monitora e envia os dados em tempo real para o centro de quarentena COVID-19. Da mesma forma, as estruturas de IoT são usadas para rastrear e identificar problemas relacionados ao COVID-19 durante a quarentena. Em particular, vários biossensores são usados ​​para detectar sintomas de COVID-19 em humanos e enviar esses dados para quarentena para avaliação posterior.

Rastreamento de contatos e distanciamento social

Distanciamento social significa manter uma distância segura (2 metros ou mais) entre as pessoas para evitar o contato com gotículas, pois uma doença infecciosa, como coronavírus ou vírus influenza, faz a pessoa tossir ou falar. GPS, microfones e magnetômetros são amplamente utilizados para detecção de proximidade que podem ser usados ​​para distanciamento social e rastreamento de contatos.

Existem muitos desafios associados à implementação de serviços de saúde de IoT em um surto como o COVID-19. Esta seção fornece uma visão geral de alguns desses desafios.

Desafios associados à coleta de dados de IoT

O monitoramento e o controle adequados do COVID-19 requerem vários sensores (nós IoT) para interpretar e gerar informações úteis para coletar dados em vários formatos para aplicações avançadas. Um dos desafios, principalmente nesses cenários, é a combinação heterogênea de dispositivos de coleta de dados que alimentam a mesma rede IoT. A heterogeneidade e especificidade do fornecedor nos dispositivos sensores leva a um rígido sistema de gerenciamento de rede. Isso se torna um problema ao implantar novas políticas de rede ou implantar a aplicação em uma plataforma existente.

Falta de tecnologia fundamental para cidade inteligente

A integração da tecnologia IoT na infraestrutura global para cidades inteligentes continua sendo crucial na luta contra a COVID-19. Hoje, a maioria das implantações de IoT para lidar com o COVID-19 se concentra na IoT como parte de uma estrutura máquina a máquina (M2M), em vez da IoT como parte de uma infraestrutura global. De acordo com o plano 5G, a IoT como infraestrutura global é essencial para o desenvolvimento eficaz das cidades inteligentes. Além disso, a infraestrutura 5G para dar suporte à estrutura global de IoT ainda está no ínicio na maioria dos países (ainda está sendo instalada na maior parte das cidades no Brasil). O aumento da população foi citado como um dos desafios da implementação de uma infraestrutura universal de IoT para cidades inteligentes. Outros desafios que dificultam o desenvolvimento de cidades inteligentes incluem heterogeneidade, custos operacionais, segurança da informação, falhas de sistema e sustentabilidade.

Há necessidade de mais pesquisas sobre o desenvolvimento de sistemas de alerta automatizados e rápidos relativos a pandemia de vírus, com avanços esperados na pesquisa de COVID-19 e aplicações inteligentes. Vemos um aumento no desenvolvimento de hardware baseado em IoT para sensores térmicos e ferramentas de detecção de vírus relacionadas, com a busca de eficiência e redução de custos. Espera-se que os smartphones sejam equipados com algum tipo de hardware e software embarcado projetados para ajudar a combater uma pandemia global como a COVID-19.

A análise de big data também é uma força motriz promissora para a IoT combater pandemias globais de vírus. Várias tecnologias de IoT suportadas por big data e inteligência artificial são propostas, mas percebemos que podem não atingir todo o seu potencial durante esse período específico. A principal desvantagem é a relutância da comunidade em compartilhar informações pessoais, como localização e outros dados vitais de saúde. No entanto, prevemos um futuro com aceitação universal do compartilhamento de dados para o benefício da comunidade global. Sob o paradigma da IoT em evolução em uma era de pandemia de vírus que se espalha rapidamente, espera-se que os governos e a sociedade apreciem como a tecnologia pode reduzir a propagação do vírus e salvar vidas.

Contato da Newark no Brasil

Para mais informações e adquirir componentes contate a LATeRe , representante da Newark, pelo Telefone (11) 4066-9400 ou e-mail: vendas@laterebr.com.br 

* Texto originalmente publicado em: link

JUNTE-SE HOJE À COMUNIDADE EMBARCADOS

Sem licença Creative Commons
Home » Internet Das Coisas » Maiores contribuições da IoT para Covid-19 e Saúde
Comentários:
Notificações
Notificar
guest
0 Comentários
Inline Feedbacks
View all comments
Talvez você goste:
Menu