nRF9160 기반 AI 스마트 헬스 패치

클라이언트

스마트폰이나 가정용 Wi-Fi 없이 독립적으로 생활하는 노인을 위한 원격 환자 모니터링 솔루션을 제공하는 디지털 헬스케어 회사.

과제

24시간 착용이 편안한 폼 팩터로, 직접적인 셀룰러 연결을 통해 지속적인 생체 신호 모니터링과 자동 낙상 감지를 제공하는 웨어러블 패치를 개발하는 것.

제품 개념 및 아키텍처

Nordic nRF9160 SiP는 LTE-M/NB-IoT 셀룰러 연결과 애플리케이션 처리를 제공합니다. BMI270 IMU는 움직임과 낙상을 감지합니다. MAX30102 PPG 센서는 심박수와 SpO2를 측정합니다. 이 장치는 IP67 등급이며 비접촉식 포고 핀을 통해 충전됩니다.

엔지니어링 솔루션

Zephyr RTOS 펌웨어는 2단계 낙상 감지 파이프라인을 구현합니다. 첫 번째 단계에서는 BMI270의 내장 보행 감지기와 유의미한 움직임 인터럽트가 nRF9160을 딥 슬립에서 깨웁니다. 두 번째 단계에서는 Cortex-M33에서 실행되는 TinyML 랜덤 포레스트 분류기가 트리거 전후 1초 IMU 윈도우를 분석하여 실제 낙상과 오탐지를 구분합니다. 낙상이 확인되면 장치는 5초 이내에 GPS 좌표와 함께 LTE-M 경고를 전송합니다.

결과

낙상 감지 민감도 97%, 오탐지율 2% 미만. 배터리 수명 14일. Class IIa 의료기기로 CE 인증 획득.