Detección corporal mediante radar de ondas milimétricas para el monitoreo continuo de la dinámica de la marcha humana

La marcha es un marcador sensible del deterioro de la movilidad y del riesgo de caídas, lo que motiva el uso de métodos de detección no intrusivos que puedan extraer parámetros espaciotemporales fuera de laboratorios de marcha especializados. Este artículo presenta una comparación basada en la física de dos paradigmas de implementación de radar de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) en ondas milimétricas, utilizando un sensor radar Infineon BGT60TR13C de 60 GHz de bajo costo y sistema en chip (SoC): (i) un observador fijo (montado en trípode) en un pasillo y (ii) una configuración centrada en el cuerpo montada en el zapato, fijada en el lado medial del zapato izquierdo. Cuatro autores adultos saludables realizaron pruebas repetidas de 30 s en pasillo bajo cinco estilos de marcha (regular, lenta, rápida, simulación de festinación y simulación de congelación de la marcha), incluyendo pausas breves durante las vueltas; se obtuvo una grabación de pasillo vacío para caracterizar el ruido estático. Los eventos de paso fueron detectados mediante detección de picos en envolventes de velocidad relacionadas con el pie con umbrales adaptativos, y se derivaron el conteo de pasos, cadencia, tiempo de paso y variabilidad del tiempo de paso. El rendimiento de las configuraciones fija y montada en el zapato se comparó cuantitativamente con la verdad de terreno basada en video usando el error porcentual medio absoluto (MAPE) para la estimación del conteo de pasos. En todos los estilos de marcha, el radar FMCW montado en el zapato redujo consistentemente el error de conteo de pasos en comparación con la configuración fija montada en el pasillo, con las mayores mejoras en patrones irregulares (p. ej., festinación: 37.1% fijo vs. 9.6% montado en zapato). Estos hallazgos destacan las ventajas de la detección mediante radar de ondas milimétricas centrada en el cuerpo y apoyan el radar SoC de bajo costo como un camino hacia el monitoreo portátil y respetuoso con la privacidad de la marcha en entornos del mundo real.