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Tecnología de biodetección monochip ST1VAFE3BX

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El chip ST1VAFE3BX combina una entrada de biopotencial de alta precisión con la detección inercial probada y el núcleo de IA de ST, que realiza la detección de actividad en el chip para garantizar un rendimiento más rápido con un menor consumo de energía.

STMicroelectronics presenta un nuevo chip de biodetección para las próximas generaciones de dispositivos portátiles para el cuidado de la salud, como relojes inteligentes, correas deportivas, anillos conectados o gafas inteligentes.

Tecnología de biodetección monochip ST1VAFE3BX

Funcionamiento preciso

Al crear una entrada de sensor de precisión completa en silicio, los expertos en diseño de chips de ST están facilitando la innovación en todos los segmentos, con capacidades avanzadas como la variabilidad de la frecuencia cardíaca, la función cognitiva y el estado mental.  

Así, el chip de biodetección ST1VAFE3BX ofrece oportunidades para extender las aplicaciones portátiles más allá de la muñeca a otros lugares del cuerpo, como parches inteligentes para fines de estilo de vida o monitoreo médico.

El ST1VAFE3BX está en producción ahora en un encapsulado LGA de 12 conductores de 2 x 2 mm y está disponible en eSTore (muestras gratuitas ya disponibles) y distribuidores oficiales como Mouser Electronics.

Características técnicas

Los circuitos frontales analógicos para sensores de biopotencial son difíciles de diseñar y están sujetos a efectos impredecibles, como la preparación de la piel y la posición de los electrodos conectados al cuerpo.

El ST1VAFE3BX proporciona un front-end analógico vertical completo (vAFE) que simplifica la detección de diferentes tipos de signos vitales que pueden indicar un estado físico o emocional.

De este modo, los fabricantes de dispositivos para el bienestar y el cuidado de la salud pueden ampliar su gama de productos para incluir funciones como electrocardiografía (ECG), electroencefalografía (EEG), sismocardiografía (SCG) y electroneurografía (ENG).

Esto puede impulsar la aparición de nuevos dispositivos que sean asequibles, fáciles de usar e indiquen de manera confiable el estado de salud o las respuestas fisiológicas a eventos como el estrés o la emoción. El futuro podría contener una mayor diversidad de dispositivos portátiles que pueden contribuir a mejorar la atención médica, el estado físico y la autoconciencia.

Sensores para su funcionamiento

Al llevar este front-end de precisión al chip, el ST1VAFE3BX se basa en las competencias establecidas de ST en dispositivos MEMS (sistemas microelectromecánicos) mediante la integración de un acelerómetro para la detección inercial.

El acelerómetro proporciona información sobre el movimiento del usuario, que se sincroniza con la detección de biopotencial para ayudar a la aplicación a inferir cualquier vínculo entre las señales medidas y la actividad física.  

Con Inteligencia Artificial

Adicionalmente, también integra el núcleo de aprendizaje automático (MLC) y la máquina de estado finito (FSM) de ST que permiten a los diseñadores de productos implementar árboles de decisión simples para el procesamiento neuronal en el chip. Estas habilidades de IA permiten que el sensor maneje funciones como la detección de actividad de forma autónoma, descargando la CPU del host principal para acelerar las respuestas del sistema y minimizar el consumo de energía.

De esta manera, los sensores de ST permiten que los dispositivos inteligentes brinden funciones más sofisticadas y funcionen durante más tiempo entre cargas de batería, mejorando la usabilidad.

ST también proporciona herramientas de software como MEMS Studio en ST Edge AI Suite, dedicadas a ayudar a los diseñadores a liberar el máximo rendimiento del ST1VAFE3BX, incluidas herramientas para configurar árboles de decisión en el MLC.  

El canal de señal de biodetección del ST1VAFE3BX comprende el vAFE con ganancia programable y resolución ADC de 12 bits. La velocidad máxima de datos de salida de 3200 Hz es adecuada para una amplia variedad de mediciones de biopotencial para cuantificar la actividad cardíaca, cerebral y muscular.

El dispositivo se alimenta de un voltaje de alimentación en el rango de 1,62 V a 3,6 V y tiene una corriente de funcionamiento típica de solo 50 μA, que se puede reducir a solo 2,2 μA en modo de ahorro de energía.  

El acelerómetro integrado de bajo ruido tiene un rango de escala completa programable de ±2 g a ±16 g.  

Además del núcleo de aprendizaje automático y la máquina de estado finito programable, que pueden proporcionar funcionalidades como la detección de actividad, el ST1VAFE3BX implementa funciones avanzadas de podómetro, detector de pasos y conteo de pasos.  

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