Sensor para Medición de Glucosa en Tiempo Real para Medios Acuosos basado en Nanomateriales Incorporando un Algoritmo de Red Neuronal Artificial en un Sistema en Chip

Autores/as

  • Xenia Azareth Ayon-Gómez Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, Universidad Autónoma de Baja California, México https://orcid.org/0009-0003-8559-6279
  • Ulises Jesús Tamayo-Pérez Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, Universidad Autónoma de Baja California, México https://orcid.org/0000-0002-2800-9694
  • Oscar Roberto López-Bonilla Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, Universidad Autónoma de Baja California, México https://orcid.org/0000-0003-4635-2813
  • Oscar Adrian Aguirre-Castro Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, Universidad Autónoma de Baja California, México https://orcid.org/0000-0002-8000-2043
  • Eunice Vargas-Viveros Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, Universidad Autónoma de Baja California, México https://orcid.org/0000-0001-8676-4009
  • Enrique Efrén García-Guerrero Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, Universidad Autónoma de Baja California, México https://orcid.org/0000-0001-5052-6850

DOI:

https://doi.org/10.17488/RMIB.44.4.5

Palabras clave:

ANN-MLP, NCT de pared múltiple, sensor electroquímico, sensor nanoestructurado de glucos, SoC ESP32

Resumen

El objetivo de este artículo es presentar el desarrollo de un sistema de medición en tiempo real de glucosa en medios acuosos. El sistema que se implementa incorpora dos lineas de investigación: i) diseño, síntesis e implementación de un sensor electroquímico no enzimático de Nanotubos de Carbono de Pared Múltiple con nanopartículas de Cobre (NTCPM-Cu) y ii)  diseño e implementación de un algoritmo de aprendizaje automático basado en una Red Neuronal Perceptrón Multicapa (RN-PM), embebido en un ESP32 SoC (Sistema en Chip). Un dato de corriente que se extrae en tiempo real durante el proceso de oxidación-reducción a la que se somete un medio acuoso, alimenta el algoritmo embebido en el ESP32 para estimar el valor de glucosa. De los resultados experimentales se demuestra que el sensor nanoestructurado mejora la resolución en la respuesta amperométrica al identificar un lugar ideal para la toma de datos. Por su parte, la incorporación del algoritmo basado en una RN embebido en SoC otorga un nivel de 97.8 % de exactitud en la mediciones. Se concluye que incorporar algoritmos de aprendizaje automático embebidos en SoC de bajo costo en procesos experimentales complejos, mejora la manipulación de datos, incrementa la confiabilidad en resultados y adiciona portabilidad.

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Citas

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Publicado

2023-12-31

Cómo citar

Ayon-Gómez, X. A., Tamayo-Pérez, U. J., López-Bonilla, O. R., Aguirre-Castro, O. A., Vargas-Viveros, E., & García-Guerrero, E. E. (2023). Sensor para Medición de Glucosa en Tiempo Real para Medios Acuosos basado en Nanomateriales Incorporando un Algoritmo de Red Neuronal Artificial en un Sistema en Chip. Revista Mexicana De Ingenieria Biomedica, 44(4), 70–83. https://doi.org/10.17488/RMIB.44.4.5

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