Prototipo para NASA Space Apps Challenge
XPaze
Lectura completada
- Temp.
- Pulso
Dentro de tu línea base. ECG, pulso, oxígeno y temperatura en un solo gesto.
Monitorización de salud para humanos más allá de la Tierra.
Un sistema inteligente que entiende cómo está cambiando la salud de un astronauta durante la misión. Sin cables, sin otro wearable, sin esperar a la Tierra.
Tres piezas. Una sola lectura.
XPaze no es otro aparato que llevar puesto. Es un sistema que combina lo que hay en la nave con lo que el astronauta ya lleva.
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XPaze Station
Una estación fija en la nave. El astronauta se identifica con su tarjeta, agarra los asideros y en un gesto registra ECG, pulso, oxígeno y temperatura.
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Su smartwatch
Si ya lleva uno, XPaze suma su pulso, su sueño y su actividad. Si no, el sistema funciona igual.
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La app
En el móvil de la estación, conectado por WiFi a la Raspberry Pi y sin internet. Resume el estado en una mirada y explica los cambios.
El objetivo de XPaze no es simplemente medir datos. Es entender cómo está cambiando una persona.
Un valor aislado puede decir poco.
Microgravedad, aislamiento, sueño alterado, estrés, radiación y meses lejos de un hospital. Los datos de salud existen, pero aparecen separados.
Un sistema que entiende el contexto.
Otros dispositivos te dicen “108 BPM”. XPaze intenta responder a una pregunta mucho más importante.
¿Es normal que esta persona tenga 108 BPM en este momento?
- Actividad física reciente
- Temperatura
- Movimiento
- Descanso
- Tendencia de los últimos minutos
- Valores históricos
Un chequeo en un gesto.
XPaze Station se fija en la nave, el módulo o el hábitat. Sin otro wearable que llevar puesto: el astronauta se acerca, se identifica y la estación hace el resto.
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Te identifica
Acercas tu tarjeta al lector RFID RC522 y cada medida va al historial de su astronauta.
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Asideros con electrodos
Las bandas de cobre registran el ECG con el módulo AD8232. En microgravedad, además, te sujetan.
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Pulso y oxígeno
El pulgar descansa en una ventanita del asidero derecho. Debajo, el sensor MAX30102.
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Temperatura sin contacto
El VL53L0X comprueba que la frente está a 1 o 2 cm y el MLX90614 la mide sin tocarla.
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El aire de la cabina
AHT20 y BMP280 miden temperatura, humedad y presión para entender el contexto.
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Todo en local
Un Arduino Uno lee los sensores y una Raspberry Pi guarda el historial, calcula la línea base y sirve la app. Con batería de 10.000 mAh.
El smartwatch no sustituye a XPaze. Colabora con él.
Si el astronauta ya lleva un reloj compatible, XPaze aprovecha sus sensores como una fuente más. Una imagen más completa sin duplicar aparatos.
Núcleo XPaze
- Frecuencia cardíaca
- Variabilidad cardíaca
- Oxígeno en sangre
- Movimiento
- Actividad física
- Sueño
- Temperatura
Todo lo importante.
Nada que sobre.
La app no bombardea al astronauta con decenas de valores. Resume su estado en una sola mirada.
Una alerta sin explicación sirve de poco.
XPaze cuenta qué ha visto y por qué ha avisado. Así el astronauta entiende qué está pasando.
09:41
Estado
Normal
Análisis XPaze
Sin cambios significativos respecto a tu patrón fisiológico habitual.
14:18
Estado
Anomalía
Anomalía fisiológica detectada
XPaze ha detectado varias desviaciones respecto a tu línea base personal.
Factores que contribuyen
- Pulso en reposo por encima de tu línea base
- Temperatura más alta de lo habitual
- Sin actividad física que lo explique
- Patrón sostenido en el tiempo
“Tu pulso en reposo lleva 18 minutos claramente por encima de tu línea base y no se ha detectado actividad física relevante.”
Cada cuerpo es diferente.
XPaze construye poco a poco tu línea base personal: cómo se comporta normalmente tu organismo. Así una medición no se compara solo con la población general, sino contigo.
Día 58: 84 BPM. Normal para la población. Fuera de lo normal para ti.
Frecuencia cardíaca
Temperatura
Sueño
Movimiento
Actividad
Recuperación
No diagnostica.
Detecta cambios.
XPaze no sustituye a un médico ni diagnostica enfermedades. Avisa cuando ciertos parámetros se alejan de tu patrón habitual y explica por qué. La decisión clínica sigue en manos de profesionales sanitarios.
El mismo latido puede contar otra historia.
Una subida de pulso después del ejercicio es completamente normal. La misma subida importa más si ocurre:
- en reposo
- junto a cambios de temperatura
- tras una mala noche de sueño
- durante un periodo prolongado
- acompañada de otras señales anormales
¿Alerta o falsa alarma?
Seis situaciones de una misión. Decide tú y compara con lo que haría XPaze.
Por dentro: IA que cabe en una Raspberry Pi.
Todo el análisis corre en local, sin conexión. Modelos ligeros, explicables y rápidos, elegidos para funcionar con poca energía y pocos datos por astronauta.
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Adquisición
El Arduino lee los sensores de la estación a ritmo estable y los envía por USB a la Raspberry Pi. Los datos del reloj se suman si está disponible.
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Línea base personal
Media y dispersión móviles (EWMA) por señal y por contexto: reposo, actividad y sueño.
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Desviación por señal
Z-score robusto con mediana y MAD: cuánto se aleja cada señal de lo habitual en esa persona.
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Anomalía multivariable
Isolation Forest sobre la ventana combinada: detecta combinaciones raras aunque ninguna señal sea extrema.
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Contexto y persistencia
El acelerómetro descarta subidas explicadas por ejercicio y la alerta solo salta si el patrón se mantiene.
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Explicación
La contribución de cada señal se traduce en una frase que el astronauta entiende.
Pruébalo: mueve las señales.
Hecho con Python, scikit-learn y TensorFlow Lite. Siguiente paso: un autoencoder LSTM para detectar tendencias que duran semanas.
Fusión de sensores.
Un único sensor puede equivocarse. Cuando varias señales independientes apuntan al mismo cambio, la información se vuelve mucho más útil. Así fluye cada dato por XPaze.
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1
Astronauta
Genera señales fisiológicas y de actividad.
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2
Dispositivo XPaze
Mide con sensores locales y sin contacto.
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3
Smartwatch
Aporta biometría adicional cuando está disponible.
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4
Núcleo XPaze
Fusiona toda la información recibida.
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5
Análisis con IA
Busca tendencias, patrones y anomalías.
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6
Línea base personal
Compara el ahora con lo habitual en ti.
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7
App XPaze
Presenta resultados y alertas comprensibles.
Diseñado para cuando la Tierra tarda en contestar.
Cuanto más lejos va una misión, más importa la autonomía. XPaze procesa lo esencial en la propia nave, sin depender de la nube, haya o no conexión con los servidores terrestres.
Tierra
ISSmenos de 1 s
Luna1,3 s
Martede 3 a 22 min
0min
Lo que puede tardar un mensaje en llegar a Marte. Solo de ida.
Local. Autónoma. Continua.
Tus datos biométricos se quedan a bordo.
Son de los datos más sensibles que existen. Por eso XPaze funciona primero en local.
Permanecen en el sistema
Siempre que es posible, los datos no salen de la nave.
Se procesan en local
La Raspberry Pi crea su propia red WiFi: el análisis y la app funcionan sin internet.
Solo se sincroniza lo necesario
A la Tierra viaja la información imprescindible, no todo.
Acceso según el contexto
Quién ve qué puede limitarse en cada momento de la misión.
Más allá de una alarma.
XPaze también sirve cuando todo va bien. Cada medición actualiza una imagen dinámica de cómo eres normalmente, para notar antes cuándo dejas de estar como sueles estar.
Por dentro de XPaze Station.
El prototipo, pieza a pieza. Sigue bajando para desmontarlo.
Una plataforma, no un dispositivo cerrado.
Hardware accesible y modular. Ningún sensor es imprescindible: cada nueva tecnología se suma como un módulo más.
Próximos módulos
- Respiración
- Presión sanguínea
- Sensores musculares
- Cámaras térmicas
- Sensores para microgravedad
- Raspberry Pi
- Cerebro local: historial, línea base, anomalías y la app
- Arduino Uno
- Lee los sensores a ritmo estable y los envía por USB
- AD8232 y cobre
- ECG con los asideros como electrodos
- MAX30102
- Pulso y oxígeno en el pulgar
- MLX90614
- Temperatura de la frente sin contacto
- VL53L0X
- Distancia correcta antes de medir
- AHT20 + BMP280
- Temperatura, humedad y presión de la cabina
- RC522
- Identifica a cada astronauta con su tarjeta
- Batería
- 10.000 mAh: autonomía y seguridad eléctrica para el ECG
- Caja de PLA
- 200 × 150 × 70 mm, impresa en 3D, con bandeja extraíble
Qué demuestra el prototipo.
En NASA Space Apps Challenge no buscamos un dispositivo médico certificado. Buscamos demostrar que la idea funciona. El prototipo es capaz de:
- Obtener datos reales mediante sensores.
- Incorporar datos externos, como los de un smartwatch.
- Centralizar distintas fuentes.
- Analizarlas en conjunto.
- Construir un patrón individual.
- Detectar desviaciones.
- Explicar por qué se ha producido una alerta.
- Presentarlo todo desde una aplicación.
- Ejecutar las funciones esenciales en local.
Diseñado para el espacio.
Útil también en la Tierra.
Aislamiento+recursos limitados+detectar problemas rápido
- Estaciones científicas aisladas
- Expediciones
- Bases polares
- Barcos
- Submarinos
- Zonas rurales
- Emergencias
- Lugares sin conectividad estable
Las futuras misiones no solo necesitarán naves autónomas. Necesitarán herramientas que protejan a las personas que viajan dentro. Que no se limiten a recopilar números, sino que comprendan cuándo esos números empiezan a contar una historia diferente.
Monitoriza. Comprende. Anticipa.
Un sistema inteligente de monitorización de salud pensado para humanos más allá de la Tierra.