利用毫米波雷达实现非接触式心率检测;发光二极管和振动与脉搏同步
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我构建了一个结合人工智能和物联网技术的原型系统,该系统采用了一款名为“小爱 ESP32”的微控制器以及一个毫米波雷达模块,用于实现非接触式的心率测量。它能够将您的心跳以可视化和声音化的方式呈现出来——让您的“心跳加速”(心跳声)能够看得见、听得见——通过与您的脉搏同步闪烁的 LED 灯以及我改装(重新利用)的电机产生的振动来实现(该电机原本来自类似金属探测器的振动单元)。
它还会利用人工智能对心率时间序列数据进行分析,从而生成能够反映您当下情绪状态的信息。
通过将心跳表现得清晰可见且触手可及,它有助于人们相互分享情感,并能在诸如初次见面或浪漫时刻等情境中缓解紧张情绪。基于人工智能的“dokidoki”分析甚至可能帮助你察觉到自己未曾意识到的细微情绪变化。
演示
a) 动作中的“哆啦迪科”检测与分享
b) 发送的消息示例(人工智能分析结果:短信和电子邮件通知)
・LINE 通知
・电子邮件通知
按下测量按钮,人工智能会分析你在 10 秒内心率的变化(即“dokidoki”现象)。根据分析结果,你将通过电子邮件或 LINE 接收到鼓舞人心、激励前行的信息。
项目动机
(i)人们通常根据我的外表认为我是一个沉着冷静的人,但实际上,我常常感到自己的心跳在加速。有时我会察觉到自己的外表与内心感受之间存在差异。这让我思考,这种“隐藏的喜悦感”是否只是我独有的体验,还是其他人也有类似的感受,只是程度有所不同。我想要找到一种方式让人们能够分享这些感受,这促使我构建了这个原型。
(ii)还有另一个原因。在那些我感到紧张并犹豫不决的时刻,我有时会渴望能有某种东西能轻轻地推动我向前一步。同时,当别人犹豫不决时,我也希望能给予他们同样的一点勇气。我想要将“那个能帮助你迈出第一步的时刻”具体化,于是便有了这个“梦想检测装置”。
系统配置
一个毫米波雷达模块能够非接触式地测量心跳,其数据由一款名为“小 ESP32”的微控制器进行处理。与心跳信号同步的是,一个从金属探测器中拆解并重新改造的振动马达被同步驱动,以“将心跳声音化”;同时,与之相连的 LED 也会同步闪烁,以“将心跳可视化”。
此外,实时心率数据会显示在一块液晶显示屏上以供监测。该系统由金属探测器内置的 9 伏电池供电,通过一个直流-直流转换器产生 5 伏电压供微控制器使用。
当按下按钮时,最近 10 秒的心率数据会被发送至一个生成式人工智能模型,以进行“可爱”方面的评估。评估所使用的提示包括指示要发送一些能温和地“推动你向前”的信息。
该应用程序是使用 SORACOM Flux 构建的,实现了低代码开发模式。
装配过程
打开金属探测器的外壳,将导线连接到 9 伏电池的端子上,然后将其连接到直流-直流转换器上。用电动钻钻出安装孔,并用螺丝固定转换器。还要在外部钻一个孔来布置导线,并将电线穿过该孔。
接下来,按照接线图将毫米波雷达模块(包括小型 ESP32)、液晶显示屏、开关和指示灯连接起来,并将它们安装到金属探测器中。
起初,该电路是在面包板上搭建的,但在测量过程中反复的安装与拆卸导致连接线很容易松动。为了解决这个问题,我们制作了一块定制的印刷电路板,并将设计改为基于连接器的连接方式。
实际改进
用于灵活调节液晶显示屏方向的磁性可拆卸装置 为了能够在测量自身心跳的同时也能测量他人的心跳,采用了磁性固定装置,这样液晶显示屏就可以根据需要轻松地进行安装和拆卸。
总结
研究人员开发出了一款“哆咪迪克”检测器原型,它能够将心跳变化以可视化和声音的形式呈现出来,并利用人工智能分析这些变化,然后通过 LINE 和电子邮件发送信息。
一个物理版的人工智能原型被开发出来,它利用毫米波雷达传感器非接触式地测量生物数据(心率),通过 SORACOM Flux 以低代码方式与生成式人工智能进行集成,并通过 LED 灯、振动马达和消息通知将结果反馈回来。
本文编译自hackster.io





