Información Educativa de la Ingenieria en Sistemas Computacionales
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Memoria Trabajo de Grado - Investigación
Página i
CIS0930IS08 ZuGym: Análisis y diseño de una herramienta que ofrece servicios
personalizados a usuarios de gimnasio.
LUISA FERNANDA BARRERA LEÓN
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS
BOGOTÁ, D.C.
2011
Ingeniería de Sistemas
ISTAR- CIS09030IS08
Página ii
CIS0930IS08 ZuGym: Análisis y diseño de una herramienta que ofrece servicios personalizados a
usuarios de gimnasio
Autor:
Luisa Fernanda Barrera León
MEMORIA DEL TRABAJO DE GRADO REALIZADO PARA CUMPLIR UNO DE
LOS REQUISITOS PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO DE SISTEMAS
Directora
Alexandra Méndez Lindo
Asesora
Angela Carrillo Ramos
Jurados del Trabajo de Grado
<Nombres y Apellidos Completos del Jurado >
<Nombres y Apellidos Completos del Jurado >
Página web del Trabajo de Grado
http://pegasus.javeriana.edu.co/~CIS0930IS08
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS
BOGOTÁ, D.C.
Junio 2011
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Página iii
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS
Rector Magnífico
Joaquín Emilio Sánchez García S.J.
Decano Académico Facultad de Ingeniería
Ingeniero Francisco Javier Rebolledo Muñoz
Decano del Medio Universitario Facultad de Ingeniería
Padre Sergio Bernal Restrepo S.J.
Director de la Carrera de Ingeniería de Sistemas
Ingeniero Luis Carlos Díaz Chaparro
Director Departamento de Ingeniería de Sistemas
Ingeniero César Julio Bustacara Medina
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Artículo 23 de la Resolución No. 1 de Junio de 1946
“La Universidad no se hace responsable de los conceptos emitidos por sus alumnos en sus
proyectos de grado. Sólo velará porque no se publique nada contrario al dogma y la moral
católica y porque no contengan ataques o polémicas puramente personales. Antes bien, que se
vean en ellos el anhelo de buscar la verdad y la Justicia”
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AGRADECIMIENTOS
Doy gracias primero a DIOS, porque me ha dado la oportunidad de vivir y me ha dado a mis
padres Gilma León y Milton Barrera, quienes siempre me han apoyado y dado todo. Además de
conocer a personas como Andrea Barraza y Saúl Martínez quienes me apoyaron en todo mi
proceso como estudiante y quienes considero mis amigos.
También doy gracias a DIOS, por poner en mi camino a Angela Carrillo, quien ha sido mi
tutora, mi jefe y mi amiga; a Alexandra Méndez quien me apoyó como directora y guía en el
desarrollo del presente Trabajo de Grado. Por último doy gracias a Leonardo Flórez, por
brindarme su apoyo, sus conocimientos y su amistad.
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ABSTRACT
The analysis and design of ZuGym is defined, a software solution that allows gym users to have
a more enjoyable and effective experience when exercising. ZuGym provides a user with adapted
information tailored to his/her tastes, preferences (for music, exercise and food) and the
characteristics of his/her context. ZuGym services are: generation of customized exercise routines
(ZuRoutine), generation of customized diets (ZuDiet) and personalized music playlists (ZuMusic)
created by considering the mentioned adaptation criteria. The system learns user interests,
preferences and habits (adaptation in general) to offer personal assistance related to services
provided by ZuGym. This work will show the logical architecture (each of the models, their
characteristics and how they interact among themselves), how information is represented, the rules
used to generate services and a functional prototype of the solution.
RESUMEN
Se define el análisis y diseño de ZuGym, una solución informática que permite que los usuarios
de los gimnasios tengan una experiencia más agradable y efectiva al hacer ejercicio. ZuGym ofrece
al usuario información adaptada acorde a sus gustos, preferencias (en cuanto a música, ejercicios y
alimentos) y a las características de su contexto. Los servicios de ZuGym son: generación de rutinas
de ejercicio personalizadas (ZuRoutine), generación de dietas personalizadas (ZuDiet) y Listas de
Reproducción de Música personalizadas (ZuMusic) creadas considerando los criterios de
adaptación mencionados. El sistema se encarga de aprender sobre los intereses del usuario, sus
preferencias y hábitos (adaptación en general) para ofrecer asistencia personalizada relacionada con
los servicios brindados por ZuGym. Este trabajo mostrará la arquitectura lógica (cada uno de los
modelos, sus características y la forma en la que interactúan entre ellos), la representación de la
información, las reglas para la generación de servicios y un prototipo funcional de la solución.
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RESUMEN EJECUTIVO
La Salud Pública ha buscado por siglos mejorar las condiciones de vida mediante educación e
investigación; el presente proyecto se enfoca en las enfermedades que son conocidas como
“Afecciones no Transmisibles” [1], de las que se pueden mencionar: la inactividad física, el
sedentarismo, la obesidad, entre otros. Para tratar las afecciones no transmisibles relacionadas con
la necesidad de realizar algún tipo de actividad física, han sido creadas algunas soluciones como los
gimnasios, los cuales generan rutinas de ejercicio basados en los mismos principios para cualquier
tipo de necesidad y persona. Algunas veces unen las rutinas a una dieta que normalmente no es
diseñada teniendo en cuenta el gusto de los usuarios y habitualmente, tanto la rutina como la dieta
son abandonadas rápidamente. Otra solución son herramientas de software que son 100%
manejados por el cliente y si éste no tiene conocimientos acerca de cómo realizar dietas o rutinas
equilibradas, pueden perjudicarlos en lugar de ayudarlos. Otro punto débil que se encuentra, es que
estos servicios no se articulan entre ellos; es decir, si se diseña una rutina de ejercicio a un cliente,
ésta no se conecta directamente con una dieta definida por un experto (por ejemplo, un
nutricionista).
Es aquí donde surge la necesidad de crear ZuGym [2] , un sistema de apoyo a gimnasios que
personaliza servicios con respecto a las necesidades, gustos, preferencias y características básicas de
los clientes de estos; el objetivo principal de ZuGym [3] es que el usuario se sienta satisfecho tanto
con su rutina como con su dieta dentro y fuera del gimnasio. ZuGym está compuesto de tres
subsistemas que proveen tres servicios principales: ZuDiet[4] generador de dietas personalizadas;
ZuRoutine [5] generador de rutinas de ejercicio personalizadas; ZuMusic generador de Listas de
Reproducción de Música personalizadas. Estos servicios se articulan con el objetivo de prestar un
servicio integral de dieta-rutina y rutina-música. Vale la pena indicar que si bien se pueden articular
e integrar los servicios, estos se pueden utilizar de manera separada. Adicionalmente, ZuGym lleva
a cabo el seguimiento del estado físico, y el avance del mismo, de cada uno de los pacientes con el
fin de generar alarmas si éste se está saliendo de los parámetros dados por los especialistas
(nutricionistas, entrenadores, deportólogos, entre otros) quienes son los que evalúan y aceptan la
rutina/dieta que genera el sistema.
Para el presente Trabajo de Grado se realizaron los modelos, la representación de la
información, las reglas para generación de los servicios y un prototipo funcional, con el fin de
aportar a nivel interdisciplinar, tanto a los gimnasios como al mejoramiento de la calidad de vida de
las personas.
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Contenido
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 7
I. DESCRIPCIÓN GENERAL ............................................................................................... 8
1. Oportunidad o Problemática ............................................................................................ 8
1.1. Descripción del Contexto ........................................................................................ 8
1.2. Justificación ........................................................................................................... 10
1.3. Impacto Esperado .................................................................................................. 11
2. Descripción del Proyecto .............................................................................................. 11
2.1. Objetivo General ................................................................................................... 11
2.2. Objetivos Específicos ............................................................................................ 11
2.3. Métodos Utilizados ............................................................................................... 12
II. ESTADO DEL ARTE ....................................................................................................... 14
1. Conceptos Importantes .................................................................................................. 14
1.1. Adaptación ............................................................................................................ 14
1.2. Dietas ..................................................................................................................... 15
1.3. Rutinas ................................................................................................................... 16
2. Estado del Arte ZuDiet ................................................................................................. 18
2.1. Cuadros comparativos ........................................................................................... 19
3. Estado del Arte ZuRoutine ........................................................................................... 20
3.1. Cuadros Comparativos .......................................................................................... 21
4. Estado del Arte ZuMusic .............................................................................................. 22
4.1. Cuadros Comparativos .......................................................................................... 23
III. DESARROLLO ZUGYM ................................................................................................. 24
1. MODELO DEL MUNDO ............................................................................................. 24
1.1. Componentes Modelo del Mundo ............................................................................. 24
1.1.1. Gimnasio ............................................................................................................... 25
1.1.2. ZuGym .................................................................................................................. 25
1.1.3. Usuario .................................................................................................................. 26
1.1.4. Servicios ZuGym ................................................................................................... 27
1.1.5. Perfil del Paciente ................................................................................................. 28
1.1.6. Modelo de Adaptación .......................................................................................... 28
1.1.7. Modulo Recomendaciones .................................................................................... 28
1.2. Flujo del Servicio General ......................................................................................... 29
2. MODELO PERFIL DE PACIENTE (USUARIO)........................................................ 30
2.1. Componentes del Modelo Perfil de Paciente ............................................................ 30
2.1.1. Información Básica ............................................................................................... 30
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2.1.2. Contexto de Uso .................................................................................................... 32
2.1.3. Preferencias ........................................................................................................... 33
2.1.4. Componente Objetivo ........................................................................................... 34
2.1.5. Obtención de la Información ................................................................................. 35
3. MODELO DEL DOMINIO ZuDiet .............................................................................. 35
3.1. Componentes Modelo del Dominio ZuDiet .............................................................. 35
3.1.1. Dieta ...................................................................................................................... 36
3.1.2. Perfil del Paciente ................................................................................................. 39
3.1.3. Composición Alimentos Colombianos .................................................................. 39
3.1.4. Intercambio Alimentos .......................................................................................... 39
3.2. Flujo Generación Dieta ............................................................................................. 39
3.2.1. Términos Importantes ........................................................................................... 40
3.2.2. Fuentes de Información ......................................................................................... 40
3.2.3. Actividades ............................................................................................................ 41
3.2.4. Filtros .................................................................................................................... 42
4. MODELO DOMINIO ZuRoutine ................................................................................ 42
4.1. Componentes Modelo del Dominio ZuRoutine ........................................................ 43
4.1.1. Rutina .................................................................................................................... 44
4.1.2. Ejercicio ................................................................................................................ 44
4.2. Flujo Generación Rutinas .......................................................................................... 45
4.2.1. Términos Importantes ........................................................................................... 45
4.2.2. Actividades ............................................................................................................ 46
4.2.3. Filtros Rutina ......................................................................................................... 47
5. MODELO DOMINIO ZuMusic ........................................................................................ 47
5.1. Componentes Modelo del Dominio ZuMusic ........................................................... 49
5.1.1. Lista de Reproducción de Música ......................................................................... 49
5.1.2. Perfil del Paciente ................................................................................................. 49
5.1.3. Composición Canción ........................................................................................... 49
5.2. Flujo Generación Lista de Reproducción de Música Personalizada ......................... 50
5.2.1. Términos Importantes ........................................................................................... 51
5.2.2. Filtro Lista de Reproducción de Música ............................................................... 51
6. REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN .............................................................. 52
7. SISTEMA DE REGLAS ................................................................................................... 58
8. Prototipo ............................................................................................................................ 61
8.1. Funcionalidades Implementadas ............................................................................... 61
8.2. Pruebas ...................................................................................................................... 64
IV. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO ..................................................................... 78
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V. REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA ............................................................................... 81
VI. ANEXOS ........................................................................................................................... 85
Anexo 1. Estado del Arte ZuDiet ........................................................................................... 85
Anexo 2. Estado del Arte ZuRoutine ..................................................................................... 85
Anexo 3. Estado del Arte ZuMusic ........................................................................................ 85
Anexo 4. Entrevistas (Audio) ................................................................................................. 85
Anexo 5. Especificación de Requerimientos de Software (SRS) ........................................... 85
Anexo 6. Diseño Arquitectónico de Software (SAD) ............................................................. 85
Anexo 7. Prototipo Funcional ................................................................................................. 85
Anexo 8. Propuesta Trabajo de Grado .................................................................................... 85
Anexo 9. Reglas para la Generación de Servicios .................................................................. 85
Lista de Figuras
Figura 1. Enfermedades Relacionadas con la Nutrición [9] ............................................................... 9
Figura 2. Metodología Usada para el Desarrollo del Trabajo de Grado ........................................... 13
Figura 3. Modelo del Mundo ZuGym ................................................................................................ 24
Figura 4. Flujo General Servicios ZuGym ......................................................................................... 29
Figura 5. Modelo Perfil Usuario ....................................................................................................... 31
Figura 6. Modelo del Dominio ZuDiet .............................................................................................. 36
Figura 7. Concepto Alimento. Tomada de [30]................................................................................. 38
Figura 8. Flujo Generación de Dieta ................................................................................................. 40
Figura 9. Modelo del Dominio de ZuRoutine.................................................................................... 43
Figura 10. Flujo Generación de Rutinas ............................................................................................ 45
Figura 11. Modelo de Dominio ZuMusic .......................................................................................... 48
Figura 12. Flujo Generación de Servicio ZuMusic ........................................................................... 51
Lista de Tablas
Tabla 1. Trabajos de Investigación Relacionados (Dietas) ............................................................... 19
Tabla 2. Trabajos Relacionados Aplicaciones (Dieta) ...................................................................... 20
Tabla 3. Investigaciones sobre Rutinas ............................................................................................. 21
Tabla 4. Generadores de Rutinas ....................................................................................................... 22
Tabla 5. Cuadro Comparativo ZuMusic ............................................................................................ 23
Tabla 6. Ejemplo relaciones entre los componentes Perfil Paciente ................................................ 37
Tabla 7. Ejemplo de Composición Química de un Alimento (Macronutrientes) .............................. 37
Tabla 8 Representación Datos Generales .......................................................................................... 52
Tabla 9 Representación Perfil del Paciente ...................................................................................... 52
Tabla 10 Representación de Preferencias del Paciente ..................................................................... 54
Tabla 11 Representación Generación de la Dieta ............................................................................. 56
Tabla 12 Representación Generación de la Rutina de Ejercicios ...................................................... 57
Tabla 13 Representación Generación de la Lista de Reproducción de Música................................. 58
Tabla 14. Abreviaturas Sistema de Reglas ........................................................................................ 58
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INTRODUCCIÓN
Algunos de los mayores problemas de salud pública en el mundo son la inactividad física, el
sedentarismo, la obesidad y las enfermedades crónicas relacionadas. Se han realizado estudios que
comprueban que, el acondicionamiento físico, debe ser parte de nuestro diario vivir y que cada
individuo debe adquirir una rutina de ejercicios de acuerdo a sus necesidades únicas, y al mismo
tiempo realizar una dieta adecuada. La urgente necesidad de tomar medidas eficaces para promover
la actividad física y mejorar la salud en el mundo requiere de soluciones innovadoras. El proyecto
ZuGym se presenta como una solución innovadora basada en tecnología informática; ZuGym es
una herramienta de apoyo que integra tecnologías informáticas con técnicas tradicionales para
prestar servicios personalizados y adaptados a las necesidades particulares de sus clientes (físicas,
de salud, de tiempo, entre otras).
Alcance
ZuGym es un sistema que provee tres servicios principales: ZuDiet, generador de dietas
personalizadas; ZuRoutine, generador de rutinas de ejercicio personalizadas; ZuMusic, generador
de listas de reproducción personalizadas. Estos servicios están orientados a tres tipos de clientes:
población colombiana entre los 18 y 54 años (Pacientes); nutricionistas quienes serán los que
ingresen los datos iniciales del paciente con el fin de darle validez a la dieta generada, además de
ser los encargados de realizar el seguimiento a los avances del paciente según los datos dados por
ZuDiet; entrenadores serán los que validen la rutina generada por ZuRoutine, además de apoyar su
trabajo con los datos de seguimiento dados por el sistema; por último aquellas personas
relacionadas con las ciencias del deporte (deportólogos, psicólogos, entre otros) a quienes los datos
manejados por el sistema pueden servirles de apoyo para conocer el avance de los pacientes.
Limitaciones
El proyecto debido a que es de orden interdisciplinario, en el proceso de generación de
cualquiera de los servicios, deberá ser evaluado por expertos después de su generación. Sin
embargo debido a que al poco tiempo de ejecución, se realizó un prototipo funcional que permitió
evaluar los modelos.
Es importante resaltar que el sistema sólo será orientado a pacientes que tengan las
posibilidades económicas para asistir a gimnasio o ir a un nutricionista, además de poseer los
recursos tecnológicos mínimos (acceso a internet y computador).
Objetivo
Diseñar un sistema software de apoyo a personal de gimnasios (ZuGym) que genere rutinas de
ejercicios complementadas con una dieta, donde ambas sean personalizado considerando las
características y necesidades individuales de los pacientes.
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I. DESCRIPCIÓN GENERAL
1. Oportunidad o Problemática
Algunos de los mayores problemas de salud pública en el mundo son: la inactividad física, el
sedentarismo y la obesidad, los cuales son generadores de enfermedades no transmisibles [1]; Estas
enfermedades son las causantes de seis de cada diez muertes en el mundo [6]. Una de las soluciones
a este problema son los gimnasios, pero estos no son satisfactorios debido a su visión generalista.
Esta generalización, conlleva a que las personas no sean constantes en la práctica del ejercicio o la
realización de una dieta, y a que estos, después de algún tiempo se vuelvan monótonos, por lo que
los usuarios tienden a abandonarlos. Otra solución son herramientas de software como Weight by
Date [7] y Easy-E-Club [8] que, basadas en algunos datos principales dados por los usuarios, los
ayudan a llevar un registro (calendarizado) de lo que comen o/y el ejercicio que realizan,
respectivamente. No obstante estos sistemas son 100% manejados por el cliente y si este no tiene
conocimientos acerca de cómo realizar dietas o rutinas equilibradas, pueden perjudicarlos en lugar
de ayudarlos.
1.1.Descripción del Contexto
Uno de los mayores problemas de salud pública en el mundo es la inactividad física, el
sedentarismo, la obesidad y las enfermedades crónicas relacionadas. Estudios han comprobado que
el acondicionamiento físico debe ser parte de nuestro diario vivir y que cada individuo debe adquirir
una rutina de ejercicios de acuerdo a sus necesidades únicas. La nutrición, por su parte, es la base de
un buen rendimiento físico, es la encargada de proveer la energía, además de contrarrestar daños
tisulares causados por un ejercicio agotador. Mantener una dieta saludable es primordial, no sólo
para obtener la energía que necesitamos, pero también para prevenir enfermedades relacionadas a la
malnutrición y a padecimientos crónico-degenerativos como lo son la diabetes, la obesidad, el
cáncer, enfermedades cardiovasculares, entre otras. (Figura 1)[9].
Existe una necesidad urgente de tomar medidas eficaces para promover la actividad física con
una alimentación adecuada para mejorar la salud en el mundo (nutrición y la salud óptima están
íntimamente relacionadas [9]), la cual requiere de soluciones innovadoras. El proyecto ZuGym se
presenta como una solución basada en la tecnología, por medio de la cual se planeará el desarrollo
de un sistema inteligente innovador; una herramienta de apoyo que integre tecnologías informáticas
con técnicas tradicionales para ejercitarse prestando servicios personalizados y adaptados a las
necesidades particulares de sus clientes (físicas, de salud, de tiempo y/o familiares).
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Figura 1. Enfermedades Relacionadas con la Nutrición [9]
ZuGym es un sistema que toma en cuenta diversos aspectos del perfil del usuario tales como
gustos y preferencias de música, rutinas de entrenamiento y dietas personalizadas, con el objetivo
de proveer dietas, rutinas de ejercicios y Listas de Reproducción de Música, personalizadas para
cada uno de los usuarios del sistema, utilizando además los conocimientos que ha adquirido durante
el proceso de ejecución e interacción humano/computador
La Salud Pública ha buscado por siglos mejorar las condiciones de vida mediante educación e
investigación, pero en el mundo siguen existiendo algunos de estos problemas que aún no han
podido ser resueltos y que incrementan el índice de mortalidad. Puesto que la salud pública abarca
un amplio margen de enfermedades, este trabajo se enfocará en un sólo grupo de estas que no
pueden ser controladas exclusivamente con drogas o vacunas. Dichas enfermedades son conocidas
como “Afecciones no Transmisibles”, entre las cuales se pueden mencionar: la inactividad física, el
sedentarismo, la obesidad o las enfermedades crónicas relacionadas, entre otras.
Según las Estadísticas Mundiales de la Salud 2009, publicadas por la OMS (Organización
Mundial de la Salud), “6 de cada 10 muertes en el mundo se deben a Afecciones no Trasmisibles”.
Asimismo, aproximadamente dos millones de muertes en el mundo son causadas por inactividad
física. La obesidad infantil es también uno de los problemas más serios de salud pública del siglo
XXI. La OMS ha tratado de luchar contra estas enfermedades (que son evitables), por medio de
estrategias y mecanismos de prevención, pero estos problemas no sólo están relacionados con la
salud sino que también, con la sociedad dando pie a que ella misma se encargue de expandirlos.
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1.2.Justificación
Las soluciones tecnológicas al problema de la generalización de los servicios en los gimnasios,
afrontan el problema de la creación de rutinas de ejercicio adaptadas a las necesidades y contexto
del usuario, pero lo hacen mediante aproximaciones tradicionales sin tener en cuenta los gustos de
este.
Una de las aproximaciones más cercanas son las tecnologías usadas por TechnoGym [10] y
LifeFitness [11], que son empresas que producen máquinas para hacer ejercicio con un software
incluido que maneja el registro del trabajo realizado por cada usuario y tienen una interfaz que es
elemental y de fácil acceso. Pero estas no generan rutinas ni tienen en cuenta los aspectos
nutricionales necesarios para hacer efectiva una rutina de ejercicios. Quienes generan estas rutinas
son los entrenadores, pero la mayoría de las veces, un solo entrenador (en un gimnasio) debe estar a
encargo de más de un cliente y, por lo mismo, los servicios prestados no son personalizados. Él o
ella se encargan de hacer rutinas generales que pueden no ajustarse a las necesidades específicas de
un cliente.
Vale la pena mencionar que lo anterior no toma en cuenta aspectos como las preferencias, que
varían de un usuario a otro, ni la adaptación, lo que genera en su mayoría, un rechazo a realizar
ejercicio porque no hacen que el usuario se sienta a gusto. Generalmente, un cliente tiende a dejar
de ir a los gimnasios, debido a que la solución a sus necesidades es demasiado demorada y se
vuelve rutinario realizar el mismo ejercicio o dieta por mucho tiempo y obteniendo resultados poco
visibles.
En resumen, es importante considerar las preferencias de usuario ya que son “los deseos del
usuario durante sus interacciones con el sistema (Hafenrichter et al. [12] y Freuder et al. [13]) si el
sistema no sabe satisfacer la necesidad de información, tomando en cuenta los deseos del usuario,
tal sistema no cumplirá los requerimientos para los que fue diseñado e implementado. No
considerar las preferencias del usuario puede influir en gran medida en la constancia y el
compromiso del usuario con respecto al uso del sistema. El hecho de que el usuario sienta que “el
sistema está hecho a su medida”, podría hacer que este se convierta en un cliente cautivo de dicho
sistema.
Es aquí donde surge la necesidad de crear un sistema de apoyo a gimnasios que personalice
ciertos servicios de acuerdo con las necesidades y características de los clientes de estos. Cabe
resaltar que una de las situaciones ideales es que los servicios puedan estar articulados entre sí, con
el fin de mejorar la integración y prestación de estos. Lo anterior llevaría a que se reduzca el tiempo
de obtener resultados, ya sea por motivos de salud o estética, con respecto a lo que se gastaría un
usuario con los servicios tradicionales de gimnasio, o al menos que el usuario esté más satisfecho
Ingeniería de Sistemas
Memoria Trabajo de Grado - Investigación
11
con lo que está realizando dentro de éste. En resumen, lo que se pretende es que el usuario se sienta
satisfecho con su rutina dentro y fuera del gimnasio.
A través de este trabajo se pretende realizar el Análisis y Diseño de la arquitectura de ZuGym,
una herramienta de software que ofrece servicios personalizados de acuerdo con las características y
necesidades individuales de los usuarios de gimnasios. Entre los servicios que ZuGym podría
ofrecer está el de generar una rutina de ejercicios que se complemente con una dieta e, incluso,
acoplada con un seguimiento médico con el objetivo de que el usuario considere que todo lo que se
le ofrece ha sido diseñado en su beneficio.
1.3.Impacto Esperado
Se espera que el impacto del proyecto se vea reflejado en cuatro factores:
Social: se pretende contribuir al mejoramiento de la salud y de la calidad de vida de las
personas, esto mediante una herramienta que les facilite el seguimiento y la continuidad
en la realización de dietas y rutinas de ejercicios.
Ingeniería de Sistemas y Tecnológico: se establecieron formalismos y métodos de la
rama de Ingeniería de Sistemas con el fin de introducirle rigor a la creación de dietas,
rutinas de ejercicio y Listas de Reproducción de Música. Adicional a esto, la
generación de un prototipo realizado con tecnologías aprendidas a largo del pregrado.
Interdisciplinaridad: al trabajarse con dietas y rutinas, se busca demostrar que la
ingeniería de sistemas se puede aplicar para resolver problemáticas que se presentan en
otras áreas del conocimiento, en este caso en particular Nutrición y Ciencias del
Deporte.
2. Descripción del Proyecto
Para realizar una corta descripción del proyecto, en esta sección de muestra cual el objetivo
general, los objetivos específicos y la metodología utilizada para alcanzar dichos objetivos.
2.1.Objetivo General
Realizar el análisis y diseño de la arquitectura de ZuGym, una herramienta de software que
ofrece servicios personalizados a las características y necesidades individuales de los clientes de
gimnasios, validándolos a través de un caso de estudio.
2.2.Objetivos Específicos
a. Identificar servicios ofrecidos por los gimnasios a sus clientes.
b. Seleccionar los servicios que puedan ser personalizados con respecto a las características y
necesidades de los usuarios de dichos gimnasios.
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c. Formular un modelo de adaptación/personalización basado en preferencias, características,
necesidades y gustos de los clientes de un gimnasio.
d. Sincronizar el Modelo Arquitectónico de ZuGym con el Modelo de Adaptación con el fin
de ofrecer servicios personalizados a los clientes de gimnasio.
e. Diseñar la arquitectura de ZuGym que ofrezca servicios personalizados a los clientes del
gimnasio.
f. Validar el diseño arquitectónico de ZuGym mediante un caso de estudio.
2.3.Métodos Utilizados
El desarrollo del presente trabajo se realizó bajo la guía de las fases planteadas (Figura 2) en la
propuesta de trabajo de grado (Anexo 8. Las fases fueron:
a) Recolección y análisis de información: recolección de información de todos los datos que
se tuvieron en cuenta y que para el usuario final serán relevantes. Para esto se realizaron
dos actividades:
i. Recolección de información referente a datos básicos del usuario, de los servicios y de
las personas encargadas de prestar servicios, dentro de un gimnasio. Se realizaron
entrevistas con diferentes expertos: un deportólogo, dos nutricionistas y una
musicóloga (Anexo 1
ii. Identificación y selección de los servicios prestados por gimnasios que fueron
modelados para lograr su personalización. Realización de investigaciones
correspondientes por cada uno de los servicios, estados del arte (sección Error!
Reference source not found.).
a) Levantamiento de Requerimientos: en esta fase se tuvieron en cuenta los requerimientos de
todo el sistema en general. Se realizó el proceso correspondiente a los requerimientos: i)
Levantamiento de requerimientos, basados en el informe de investigación realizado con
anterioridad; ii) Análisis de requerimientos, donde se validaron los requerimientos según la
información recolectada y por último iii) Priorización, en esta parte se clasificaron los
requerimientos según el nivel de importancia al momento de ser implementados.
b) Creación Modelos de Adaptación: esta fase fue realizada en dos momentos. En primer
lugar fueron realizados los modelos de ZuDiet, en un proyecto especial junto con otras dos
personas. Después se realizaron los modelos ZuRoutine (sección III.4), ZuMusic (sección
III.5) y Perfil Paciente (sección III.2), junto con una actualización y mejoramiento de los
modelos de ZuDiet (sección III.3).
c) ADOO de la arquitectura de ZuGym: en esta fase se trabajó el modelo de dominio del
sistema ZuGym (sección III.1) junto con la descripción del flujo de servicio. Esta fase se
realizó en paralelo con la de Creación Modelos de Adaptación.
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d) Sincronización: En esta fase se realizó el acoplamiento del modelo del mundo y los
modelos de adaptación con el fin de contemplar la información de adaptación necesaria
para personalizar los servicios ofrecidos por ZuGym.
e) Validación del diseño: en este punto del proyecto se desarrolló un prototipo funcional que
muestra, según casos específicos, la implementación y validez de los diseños planteados en
las fases anteriores. El servicio de ZuMusic, no fue implementado, por tal motivo para
validar los modelos se obtuvo la colaboración de una Musicóloga (Patricia Ramos1) quien
los evaluó y cuyos comentarios se tuvieron en cuenta diseño final.
Figura 2. Metodología Usada para el Desarrollo del Trabajo de Grado
Para el desarrollo del presente trabajo se utilizaron diferentes técnicas y metodologías. A
continuación se listarán aquellas que fueron usadas y que parte del proyecto se emplearon:
Análisis y Diseño Orientado a Objetos: para la creación de los distintos modelos de ZuGym
(sección III.1), y cada uno de los servicios del mismo: ZuDiet (sección III.3), ZuRoutine
(sección III.4), ZuMusic (sección 5). Además del Modelo de Perfil de usuario (sección
III.2) y los flujos de generación de los servicios (sección III).
TDD (Test Driven Development): el prototipo se desarrolló orientado a mostrar dietas y
rutinas (generalizadas y personalizadas) para dos casos específicos. El primero para
pacientes cuyo objetivo es bajar de peso y el segundo cuando el objetivo es subir de peso o
masa muscular.
En esta sección se especificó qué es ZuGym y cuál fue el proceso para el desarrollo del mismo.
En la siguiente sección se presentará la base teórica y el estado del arte para cada uno de los
servicios de ZuGym.
1 Correo: [email protected]
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14
II. ESTADO DEL ARTE
1. Conceptos Importantes
1.1. Adaptación
La adaptación es un concepto que se relaciona normalmente a la idea de modificar un algo en
busca de acoplarlo a un entorno diferente al habitual. Específicamente, en la Ingeniería de Software,
se relaciona con la necesidad de realizar una transformación, a los servicios o datos ofrecidos por un
dispositivo, según el entorno en el que se encuentre o las características del mismo2. La DARPA
Broad Agency Announcement on Self Adaptive Software presenta, en 1997, una definición de
Software Adaptado que indica que “es el que evalúa su comportamiento y los cambios del mismo,
cuando la evaluación indica que éste no está cumpliendo con los objetivos del sistema, o cuando
una mejor funcionalidad o desempeño es posible” [14]. Por consiguiente, el software adaptado
posee diversas formas de realizar su propósito y, además, contiene el conocimiento suficiente para
realizar cambios efectivos en tiempo de ejecución [15]. Es así como, este tipo de software, busca
suplir la necesidad de adaptación de la información, para la prestación de servicios en entornos
dinámicos como los manipulados por dispositivos móviles (por ejemplo, Palms, IPhone,
Computadores Personales, celulares de última tecnología, etc.).
1.1.1. Tipos de Adaptación
Existen varios tipos de adaptación; para el presente estado del arte se definirán los expuestos
por et al. Zhang [16], entre los que se encuentran:
Adaptación al Contenido: adaptación en el contenido a diferentes tipos de dispositivos y
diferentes canales de comunicación, adaptación realizada teniendo en cuenta las
características (preferencias, objetivos, conocimiento, entre otras) de usuario [17].
Adaptación Function-Support: el cambio del entorno se vuelve invisible para la
colaboración entre aplicaciones y usuarios.
Adaptación del Middleware: es usada para ocultar la heterogeneidad del hardware y del
software, y/o proveer una interfaz de alto nivel para desarrolladores de aplicaciones. Esta se
basa en la capacidad de “sentir” los cambios en el ambiente para mejorar el rendimiento de
aplicaciones en ambientes dinámicos.
Adaptación a la Interface de Usuario: modificación de la interfaz para satisfacer las
necesidades del usuario, interfaz flexible y modificable.
2 Adaptar. Diccionario de la Lengua Española 2001. http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=adaptar
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15
1.2. Dietas
En esta sección de definirán dos de los conceptos más relevantes en relacionados a la
generación de dietas: Dieta Saludable y Nutrición.
1.2.1. Dieta Saludable
El presente documento se ha basado en la siguiente definición de dieta saludable:
“Los principios básicos de una dieta saludable pueden resumirse en tres palabras
únicamente: moderación, variedad y balance. Teniendo en cuenta estas tres palabras
podremos disfrutar del placer de comer sin tener que preocuparnos sobre el colesterol, sal,
exceso de peso, y otros problemas que correcta o incorrectamente se relacionan con la
nutrición.“ [9]
1.2.2. Nutrición
Según Lopategui [18], la nutrición es una ciencia que se encarga de estudiar los nutrientes
(sustancias nutricias/alimenticias o nutrimentos) que constituyen los alimentos. La función de estos
nutrientes, las reacciones del organismo a la ingestión de los alimentos y nutrientes, y cómo
interaccionan dichos nutrientes respecto a la salud y a la enfermedad. Además, la ciencia de la
nutrición se dedica a investigar las necesidades nutricionales del ser humano, sus hábitos y consumo
de alimentos, y la composición y valor nutricional de esos alimentos. La nutrición se puede ver
también como un conjunto de procesos [18] y se dirige hacia el estudio de la ingestión, digestión,
absorción, metabolismo y excreción de las sustancias alimenticias (nutrientes/nutrimentos) por
medio de los cuales se produce energía para que ese organismo vivo pueda sostenerse, crecer,
desarrollarse y en la mayoría de los casos reproducirse.
La OMS también la define como: “la ingesta de alimentos en relación con las necesidades
dietéticas del organismo. Una buena nutrición (una dieta suficiente y equilibrada combinada con el
ejercicio físico regular) es un elemento fundamental de la buena salud” [19].
Otro concepto importante dentro de la nutrición es la dieta. Una dieta es la alimentación
habitual de una persona y está compuesta de comidas y bebidas específicas [20], que se integran en
busca de un objetivo. Uno de los objetivos de las dietas es mejorar la salud, tomando en cuenta que
cada persona posee un metabolismo diferente y algunas no asimilan de la misma forma ciertos
alimentos que pueden llegar a causar daños en su organismo. Otro objetivo de las dietas es la
estética; actualmente se imponen implícitamente determinados estándares de belleza lo cual
conduce a que las personas se comprometan con una dieta buscando estar acorde con los modelos
pre-establecidos.
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16
Como se puede observar en las definiciones anteriores, la nutrición, se encuentra estrechamente
relacionada con el estilo de vida de las personas y cómo este puede afectar su salud. Por ejemplo, si
una persona no tiene un estilo de vida saludable, es decir, su alimentación no es balanceada, se
puede reducir la inmunidad (aumentar la vulnerabilidad a las enfermedades), alterar el desarrollo
físico y mental, y reducir el rendimiento físico.
Estos conceptos son únicamente para contextualizar lo que es la nutrición, pero con base en
entrevistas realizadas a nutricionistas expertos (en el Anexo 1, estos conceptos son ampliados. Una
de las nociones que los nutricionistas entrevistados resaltaron fue la adaptación, cuya importancia
se refleja, al momento de crear una dieta, debido a que es uno de los factores que determina la
constancia de un paciente. En la siguiente sección se ampliará este concepto.
1.3. Rutinas
En esta sección se definirán los conceptos más relevantes para la prescripción de una rutina de
ejercicios: Salud, Fitness, Entrenador Personal, Prescripción del Ejercicio y “Ejercicio y Música”
1.3.1. Salud
La salud, según la OMS [21], es el “estado de completo bienestar físico, mental y social, y no
solamente la ausencia de afecciones o enfermedades. Esta definición incluye un componente
subjetivo importante que se debe tener en cuenta en las evaluaciones de los riesgos para la salud”.
1.3.2. Fitness
Fitness, como se define en [22] como, “un estado psico-físico que nos esforzamos
conscientemente por alcanzar mediante el entrenamiento, la alimentación selectiva y una actitud
vital y sana que va más allá de un bienestar en cuanto a la salud”. El Fitness no se puede
únicamente medir con valores cuantitativos de resistencia; también se tiene en cuenta el grado de
motivación de la persona. La motivación es uno de los factores más importantes al momento de
realizar actividad física o de hablar de salud, y que esta es la que determina que cada individuo siga
o no una rutina de ejercicios; la motivación puede ser por problemas de salud, prevención de las
mismas, o por estética.
1.3.3. Entrenador Personal
Al momento de realizar actividad física y más específicamente, realizar una rutina de ejercicios,
es necesario el acompañamiento de un profesional que, basado en la experiencia y conocimientos en
actividad física, le ayude a conseguir sus objetivos. El entrenador tiene como objetivos [23]: la
planificación de trabajo necesario para conseguir los objetivos de entrenamiento; preparación
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17
técnica y táctica con el fin de conocer el progreso con respecto a los objetivos establecidos, además
de la constante intervención en el fortalecimiento de la motivación. El ejercicio sin una guía puede
tener efectos perjudiciales, por lo que las personas prefieren un entrenador personal.
1.3.4. Prescripción Ejercicio
Según J.H.Wilmore en [24], “la prescripción de ejercicio está basada en la capacidad individual
para realizar ejercicio e incluye una definición de: tipo, describe la clase de ejercicio a ser
ejecutado; frecuencia, describe qué tan seguido se deben realizar las sesiones; duración, describe
qué tanto debe durar el ejercicio; e intensidad, describe qué tanta energía va a ser usada”.
En el artículo “Implications for an Exercise Prescription Authoring Notation” [25], se presenta
la manera en la que una persona que necesita que se le preinscriba una rutina de ejercicio, se le
vuelve costoso el pago continuo a entrenadores personales o fisioterapeutas, si requiere de una
supervisión en cualquier momento al realizar el ejercicio. Con base en estudios realizados a un
grupo de 10 personas inscritos en programas de fitness o de rehabilitación física (entre los 25 y los
56 años), se propone un conjunto de pasos a seguir para la prescripción de ejercicio:
a. Planear la prescripción con base en la historia clínica del paciente.
b. Describir cuándo el cliente debe hacer ejercicio.
c. Descripción específica del ejercicio.
d. Descripción del material que deberá usar el paciente.
e. Descripción de cuándo el cliente debe cesar el ejercicio.
f. Retroalimentación.
1.3.5. Ejercicio y Música
Diversos estudios han comprobado la estrecha relación entre la música y el rendimiento en la
ejecución de una rutina de ejercicios. Según Hasan et al. [26], “los atletas o pacientes responden a
las cualidades rítmicas de la música por la sincronización de los patrones de movimiento a su ritmo;
el ritmo en relación con la preferencia del usuario y las condiciones situacionales afecta al ejercicio
y el estrés”. En esta investigación, con la ayuda de analistas de comportamiento, se toma como
premisa que el ser humano responde a la influencia del entorno, es decir, su contexto (lo que
percibe con sus sentidos) afecta el rendimiento en sus actividades. La investigación descrita en [26],
concluye que el efecto de la música al momento de realizar ejercicio es mayor si la persona no está
entrenada (no realiza ejercicio constantemente) ya que no está condicionada al ambiente; por otro
lado las personas que sí realizan ejercicio constantemente no son tan influenciables por la música.
Como tal, la música funciona como un agente motivador, pero no se ha tenido en cuenta si la
personalización de la música aumentará el nivel del efecto positivo de la música en el ejercicio.
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18
2. Estado del Arte ZuDiet
En la presente sección se plasman los resultados de un trabajo de investigación enfocado en
buscar herramientas para construir dietas, preferiblemente tomando en cuenta una rutina de
ejercicios y las preferencias del usuario, resaltando ventajas y desventajas de cada solución
encontrada. El Estado del Arte de ZuDiet se encuentra en al Anexo 1.
Las conclusiones obtenidas a partir de la investigación que se llevó a cabo para desarrollar el
presente documento de estado del arte, son:
- Se encontró un gran número de trabajos que buscan resolver el mismo problema, la falta de
herramientas de software que apoyen la generación de dietas y el seguimiento de la mismas,
pero ninguno es completo ni toma en cuenta conceptos básicos de la personalización
(especialmente en cuanto a gustos y preferencias) ni de la adaptación.
- Existen teorías y estudios que se aplican a nuestro problema de investigación; las
contribuciones de dichos estudios se tomarán en cuenta en el momento de crear nuevos
estudios y soluciones para el proyecto ZuGym.
- Existen herramientas y soluciones relacionadas a la propuesta de ZuGym, como la creación
de ontologías para el manejo del concepto alimento o el uso de Sistemas MultiAgentes
como herramienta para el desarrollo de sistemas que generan dietas. Las técnicas y
aproximaciones actuales, sus ventajas y desventajas, serán tomadas en cuenta en el
momento de refinar la propuesta de solución del proyecto ZuGym.
En adición a esto, y con base en las ventajas y desventajas encontradas definidas en el presente
documento, a continuación se puntualizará en algunas que serán tenidas en cuenta para el desarrollo
de ZuGym:
- Debido a que uno de los factores, más significativos y que dará un valor agregado a
ZuGym, es la adaptación, dentro del desarrollo de los modelos de adaptación de ZuGym, se
tendrán en cuenta dos tipos de adaptación [16]: adaptación al contenido y adaptación a la
interface de usuario. En adición a esto, también se podrá tener en cuenta la adaptación para
distintos tipos de clientes, por ejemplo: restaurantes, clínicas, nutricionistas, etc.
- Con respecto a los perfiles de usuario [27]. Se tendrán en cuenta dos aspectos: el perfil
implícito, el dinámico y el escrutable, esto con el fin de mejorar la interacción del usuario
con el sistema y no sobrecargarlo al momento de entrar los datos, ya que por la naturaleza
del servicio, es bastante la información la que se necesita. Además, se tendrá en cuenta dar
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19
el apoyo al usuario, dándole retroalimentación sobre sus comportamientos [28],
incentivándolo y educándolo, con respecto a los conceptos importantes en una dieta.
- El uso de ontologías para la representación de los alimentos y de los diferentes conceptos
relacionados con la dieta, es un común en la mayoría de los trabajos relacionados. Estas
representaciones, se tomarán en cuenta para modelar los conceptos relacionados con la
generación de dietas. Los conceptos se tomarán de los resultados de la entrevistas y se
encuentran especificados en el Anexo 4.
- Una de las falencias que fue reiterativa, en la mayoría de trabajos y sistemas relacionados,
es que no se tiene presente la necesidad de unir las dietas con la actividad física. Como se
planteó en al Anexo 1, no se pueden tomar como conceptos separados, ambos (dietas y
actividad física), hacen parte fundamental de un estilo de vida saludable. Siendo esto último
el problema que el proyecto busca cubrir
En conclusión, con base en los conocimientos adquiridos en el presente trabajo, se dará inicio a
la creación de los modelos de adaptación. Estos modelos, serán la base para el desarrollo de la capa
de adaptación de ZuGym y representarán todos los conceptos necesarios para que el sistema logre el
objetivo de la generación personalizada de dietas.
2.1.Cuadros comparativos
En la Tabla 1 se presentan algunos trabajos de investigación relacionados en el área de
generadores de dietas; se realizó una comparación entre estos según las características de
personalización. Vale la pena notar que la mayoría de los trabajos se caracterizan por no tener
elementos de personalización o servicios orientados a satisfacer las necesidades específicas de cada
usuario; por el contrario, se limitan a ofrecer servicios generales para cualquier tipo de usuario. Sin
embargo, ZuDiet busca satisfacer esta falencia y personaliza cada servicio considerando que cada
cliente es diferente y tiene características y necesidades particulares.
Tabla 1. Trabajos de Investigación Relacionados (Dietas)
Criterio [30] [31] [32] [33] [2]
¿Genera Dietas? +/- + - - +
¿Tiene en cuenta preferencias? + + + - +
¿Tiene en cuenta el estado de salud
actual del usuario? + + - - +
¿Tiene en cuenta hábitos Nutricionales? + - - - +
¿Tiene en cuenta el contexto de uso? - - +/- + +
Movilidad (Ubicuidad) - - - + +
¿Realiza un seguimiento de la dieta
realizado por el usuario? - - - +/- +
Orientado a objetivos - - - - +
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Con respecto a la integración de servicios, (Tabla 2), se compara ZuDiet con otras herramientas
que generan dietas; se puede apreciar que en la mayoría de estas no se integran otros servicios como
generación de rutinas y/o el control de avances en la dieta. Cabe resaltar que aunque algunas tienen
la biblioteca de alimentos, son listas que no están contextualizadas (información del entorno del
cliente) con el lugar donde el usuario se encuentra y las posibilidades de conseguir algunos
alimentos específicos. Además, ninguna de las herramientas investigadas tiene en cuenta las
patologías del usuario lo que podría causarle problema a este si por ejemplo, no tolera
específicamente algún tipo de alimento.
Tabla 2. Trabajos Relacionados Aplicaciones (Dieta)
Criterio [34] [35] [36] [37] [2]
¿Integra dietas y rutinas? - - - - +
¿Da consejos de nutrición? + + + - +
Movilidad +/- + - + +
Biblioteca de Alimentos + - - - +
¿Maneja Personalización? - - - - +
¿Integra el sistema con servicios
web? - + - -
+
¿Tiene en cuenta estado de
salud/patologías del usuario?
- - - - +
3. Estado del Arte ZuRoutine
Los informes de la Organización Mundial de la Salud han demostrado que ha habido un
aumento en la falta de actividad física en la población mundial [38]; esto puede ser caracterizado
por los informes frecuentes sobre el aumento del número de personas que contraen enfermedades
cardíacas, accidentes cerebro-vasculares, tienen el colesterol alto o son obesos [39]. Según Jang et
al. [40], el ejercicio reduce el riesgo de muerte debido a las enfermedades anteriormente nombradas;
previene o minimiza la tensión alta, artritis, osteoporosis y depresión. En adición a esto, es
importante que al momento de realizar el ejercicio se tenga una guía (e.g. un entrenador), ya que sin
esta, el ejercicio puede tener efectos perjudiciales. Lo anterior también contribuye a que las
personas se sientan más seguras.
En el Anexo 2, se muestra el estudio realizado con respecto tanto a generadores de rutinas de
ejercicio como a investigaciones sobre el tema. La mayoría de los trabajos relacionados tienen en
cuenta el perfil del usuario, en mayor o menor grado, sin embargo ninguno de ellos tiene en cuenta
el estado de salud del usuario. Adicional a esto, no se realiza un seguimiento del ejercicio, lo que
conlleva no tener una continuidad en el mismo. Asimismo, no se tienen en cuenta aspectos como:
movilidad de la aplicación, el/los objetivo(s) de la rutina, una calendarización de la rutina, entre
otros.
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Las rutinas de ejercicio generan un gasto calórico a los que la realizan, por tal motivo es
importante que esta esté relacionada con una dieta. Con respecto a las tecnologías investigadas,
solamente una tiene en cuenta esta relación dieta-rutina; sin embargo es mucha la necesidad de
información que debe introducir el usuario, lo que hace pesada y tediosa esta aplicación. Adicional
a la dieta, como se muestra en algunos trabajos, la música es otro factor con una fuerte influencia en
el rendimiento del usuario; sin embargo, la mayoría de trabajos, sólo usan una “voz motivadora”,
sin proporcionar una Lista de Reproducción de Música que motive e intensifique el trabajo del
usuario.
3.1.Cuadros Comparativos
En la Tabla 3 se presentan algunos trabajos relacionados en el área de generadores de rutina; se
realizó una comparación entre estos según las características de personalización. Como se puede
apreciar, la mayoría de los trabajos se caracterizan por no tener elementos de personalización o
servicios orientados a satisfacer las necesidades específicas de cada usuario; por el contrario, se
limitan a ofrecer servicios generales para cualquier tipo de usuario. Sin embargo, ZuRoutine busca
satisfacer esta falencia y personaliza cada servicio considerando que cada cliente es diferente y tiene
características y necesidades
Tabla 3. Investigaciones sobre Rutinas
Criterio [41] [28] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [2]
¿Tiene en cuenta el perfil de
usuario? + - +/- + - - - +/- +
¿Genera rutinas de ejercicio? - + +/- - - - +/- +/- +
¿Tiene en cuenta el estado de
salud actual del usuario? - - - - - - - - +
¿Tiene en cuenta la
localización del usuario? - - - + - +/- + - +
Calendario - - - + - - - - +
Movilidad (Ubicuidad) - - - + + - + + +
¿Motiva al usuario a realizar
ejercicio? + - - - + + - - +
¿Realiza un seguimiento del
ejercicio realizado por el usuario?
Análisis de resultados
- + + - - - + + +
Orienta a objetivos - + - - - - + - +
Con respecto a la integración de servicios, (Tabla 4), se compara ZuRoutine [2] con respecto a
otras herramientas que generan rutinas; se puede apreciar que la mayoría de estas no se integran
otros servicios como generación de dietas y/o la toma en cuenta de listas de reproducción musical
con el objetivo de motivar la práctica del ejercicio. Vale la pena resaltar que aunque algunas tienen
el complemento motivacional de la música o audio interactivo de motivación, son listas genéricas
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22
que no tienen en consideración los gustos y preferencias ni la información del entorno del cliente;
esta información puede ser provista por la máquina donde se realizó el ejercicio o simplemente un
servicio web que apoye la buena práctica del ejercicio.
Tabla 4. Generadores de Rutinas
Criterio [41] [28] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [2]
¿Integra patrones
alimenticios? - - - + - - - - +
¿Integra listas de
reproducción personalizadas? - - + - + - - - +
¿Tiene audio interactivo de
motivación? + - + - + + + - +
¿Integra
dispositivos/máquinas de hacer
ejercicio?
- + . - - - + + +
¿Se encuentra Implementado? + + + + + + + + +
¿Se encuentra en
investigación? - - . - - - - - +
¿Integra el sistema con
servicios web? + - + - . . . . +
4. Estado del Arte ZuMusic
Las conclusiones obtenidas a partir de la investigación que se llevó a cabo para desarrollar el
estado del arte de ZuMusic, son:
- Las características de la música, influyen directamente en el ritmo cardiaco de una persona
que realiza ejercicio; esta influencia ayuda a mantener un ritmo cardiaco normal o estable.
Un gran número de trabajos se han dedicado a comprobar la influencia de la música,
anteriormente explicada, con el fin de buscar mezclas de sonidos que se orienten a mejorar
el rendimiento de los deportistas.
- Existen varias herramientas, en su mayoría web, que generan mezclas con objetivos
específicos; un ejemplo es un tipo de canción para una máquina específica o para un tipo de
ejercicio especifico. Adicional a esto, existen algunos programas que son motivadores,
tienen una “voz” que motiva a la persona que está haciendo ejercicio para que mejore su
rendimiento y pueda cumplir un objetivo específico.
Adicionalmente, y con base en las ventajas y desventajas encontradas definidas en el presente
documento, a continuación se puntualizará en algunos aspectos que serán tenidos en cuenta para el
desarrollo de ZuGym: la mayoría de los trabajos investigados en este campo no tienen en cuenta un
perfil de usuario, ni el objetivo del usuario, qué tipo de ejercicio se encuentra realizando, o qué tipo
de música le gusta o con cuál se siente mejor al momento de realizar un tipo específico de ejercicio.
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23
4.1. Cuadros Comparativos
A continuación se mostrará un cuadro comparativo (Tabla 5), con el fin realizar un paralelo
entre cada uno de los sistemas descritos en el Anexo 3, Estado del Arte ZuMusic.
Tabla 5. Cuadro Comparativo ZuMusic
Criterio [48] [49] [44] [50] [51] [2]
¿Tiene perfil de usuario? - - - - - +
¿Genera listas de reproducción? + + - - - +
¿Maneja estado de salud? - +/- +/- - - +
¿Genera recomendaciones? - + - +/- - +
Orientada a objetivos - - - - +/- +
¿Integra rutina de ejercicio? - - - - +/- +
¿Tiene audio de motivación? - - + - - +
¿Integra dispositivos y/o
máquinas de hacer ejercicio? - - - - +/- +
¿Maneja más de un tipo de
ejercicio?
- - + - + +
¿Se encuentra Implementado? + + + + + +
¿Tiene servicios web? - - - + + +
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III. DESARROLLO ZUGYM
1. MODELO DEL MUNDO
En la presente sección se realizará una descripción general del funcionamiento del sistema
ZuGym (Figura 3), dando una breve definición de cada uno de sus componentes, como también de
las relaciones entre estos.
Figura 3. Modelo del Mundo ZuGym
1.1. Componentes Modelo del Mundo
El Modelo del Mundo (Figura 3) es una representación de aquellos componentes y relaciones
que conforman el sistema ZuGym. Este modelo muestra el flujo de negocio de ZuGym, desde quién
consume sus servicios hasta los recursos necesarios para la oferta de los mismos. Además, se
muestran aquellos componentes de adaptación necesarios para la personalización de los servicios. A
continuación se presentará una breve descripción de los componentes que serán relevantes para la
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generación de dietas únicamente, ya que debido a la amplitud del sistema se van a descartar las
características de los demás servicios.
1.1.1. Gimnasio
El gimnasio representa al cliente de ZuGym, será quien consuma los servicios: listas de
reproducciones personalizadas (ZuMusic), generación de dietas (ZuDiet) y generación de rutinas
(ZuRoutine). Es importante resaltar que los gimnasios son los clientes del sistema, quienes van a
adquirirlo, pero los usuarios finales son las personas o clientes que asistan a dichos gimnasios. El
gimnasio es quien debe proveer la información necesaria para la creación de los perfiles de usuario,
además de ofrecer la aplicación que será usada por sus clientes. Es necesario aclarar que la
adquisición de información del paciente, se hará de dos maneras: explícita, lo que significa que se le
preguntará directamente al usuario algunos datos importantes y básicos para una primera
aproximación del servicio; e implícita, que se refiere a la capacidad del sistema de obtener
información, acerca del usuario, a partir de la interacción del mismo con el sistema.
1.1.2. ZuGym
El sistema del proyecto es ZuGym, encargado de proveer los servicios personalizados a los
clientes con base en el conocimiento del usuario, sus características, gustos y preferencias
representados por un perfil de paciente (sección III.2). Además, es el encargado de la interacción
entre los diferentes servicios con el fin de articularlos y así enriquecer cada uno y proveerle al
cliente una mejor solución. ZuGym se compone de tres servicios principales: ZuDiet, generación de
dietas personalizadas; ZuRoutine, generación de rutinas de ejercicio personalizadas; y ZuMusic,
generación de listas de reproducción personalizadas. Adicionalmente, ZuGym, integra sus tres
servicios con el fin de enriquecerlos, es decir, se toma la información de entrada de los servicios de
manera conjugada con el fin de articular los esfuerzos y procesos de cada uno de tales servicios. Un
ejemplo, de esta integración, es que los usuarios, al seguir una rutina de ejercicios, pierden cierta
cantidad de calorías, las cuales es necesario compensar. Si no se tiene una dieta que conozca esta
pérdida, se puede generar un desequilibrio en el organismo, porque el usuario podría estar
consumiendo menos calorías que las que quema con el ejercicio, o por el contrario, puede estar
consumiendo muchas más calorías de las necesarias. Por este motivo, la integración de los servicios
es un factor diferenciador de ZuGym, además de los servicios agregados, los cuales se ven el
modelo del mundo (Figura 3). Es importante aclarar que cada uno de los servicios de ZuGym son
independientes y pueden generar sus productos sin la necesidad de los demás.
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1.1.3. Usuario
Entiéndase por usuario a todas aquellas personas que interactúan con el sistema (ZuGym); los
cuales no solamente obtienen información del sistema, sino que también generan conocimientos
para el mismo. A continuación se ahondará en cada uno de los usuarios de ZuGym, además sobre lo
que pueden y no pueden realizar en el sistema.
Usuario Paciente
El usuario paciente es el que busca entrar al gimnasio con un objetivo específico (salud y/o
estética, por ejemplo) y al cual se le adaptan los servicios brindados por el gimnasio. El paciente es
quien, por medio de la interacción con el sistema, enriquece su perfil y así el sistema puede
personalizar los servicios. Además esta interacción del paciente tendrá también como fin conocer
los avances del mismo tanto en la dieta como en la rutina de ejercicio. Es importante aclarar que el
sistema no le generará una dieta o una rutina al paciente sin la debida autorización de un experto del
deporte o de la salud.
Usuario Nutricionista
Este usuario es el encargado de obtener los datos básicos necesarios para la primera iteración de
la dieta (Dieta Inicial) del paciente. Además, es quien valida la dieta generada por el ZuDiet
(sección III.3); además el nutricionista es quien da una retroalimentación al sistema, quien irá
almacenando dicha información. El seguimiento del avance del paciente, es también evaluado por el
nutricionista. Además el sistema generará alarmas a partir de comportamientos del paciente fuera de
los rangos establecidos por la dieta y el nutricionista actuaría sobre estos.
Usuario Entrenador
Al igual que el usuario nutricionista, el usuario Entrenador es el encargado de obtener los datos
relacionados con el estado físico del paciente, además de ser quien da la aprobación de la primera
rutina (rutina inicial) generada por ZuRoutine (sección III.4) para un paciente específico. Es
importante resaltar que el sistema apoyará al entrenador en el proceso de seguimiento del avance y
rendimiento del paciente, para así conocer en qué momento se está(n) llegando a lograr el(los)
objetivos del mismo.
Usuario DJ
Este es un usuario inusual en un gimnasio normal, pero con base en las investigaciones
explicado en el Anexo 3, la música es un motivador para el buen rendimiento físico de los
pacientes. Adicional a esto, la música influye en el pulso cardiaco, lo cual ayuda a controlar que
este se mantenga en el estado normal que señale el ejercicio. Sin embargo, la base es la música que
le guste al paciente y con la cual se sienta más a gusto cuando se encuentra haciendo ejercicio.
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1.1.4. Servicios ZuGym
ZuGym como se mostraba anteriormente, está compuesto por tres servicios básicos: ZuDiet,
ZuRoutine y ZuMusic, que generan dietas personalizadas, rutinas de ejercicio personalizadas y
listas de reproducción personalizadas, respectivamente. Es importante aclarar que estos servicios
son adaptados debido a que están unidos a un modelo de adaptación (sección III.1.1.6), que
mantiene un perfil de usuario el cual será usado para lograr personalizar los servicios generales de
un gimnasio; esta es una de la ventajas más importantes de ZuGym, puesto que al adaptar estos
servicios a las necesidades, preferencias, características individuales de cada usuario, se logrará que
estos sean constantes y se disminuyan los índices de disidencia en los gimnasios. A continuación se
realizará una breve explicación de cada uno de los servicios ofrecidos por ZuGym.
ZuDiet
La generación de la dieta está a cargo de este componente. ZuDiet genera la dieta con base en
información general, usada para una dieta común, y en los datos del paciente (obtenidos explicita e
implícitamente por el sistema). Además, este componente genera la dieta tomando en cuenta
algunas características de la rutina de ejercicio (ZuRoutine) paciente con el fin de mantener un
equilibrio en el estado físico del mismo. El proceso de generación de la dieta, será detallado en la
sección III.3, donde se mostrará cómo se utilizan las características de los perfiles de paciente para
el enriquecimiento de una Dieta genérica.
ZuRoutine
Por otro lado, la generación de la rutina está a cargo del componente ZuRoutine; éste genera la
dieta con base en la información general, que usualmente se usa para una rutina común, y además
de esto usará los datos que se obtienen implícita e explícitamente por el sistema. Al igual que
ZuDiet, este sub-sistema genera la rutina tomando en cuenta las características de otros servicios
prestados por ZuGym, como lo son la dieta y la Lista de Reproducción de Música (ZuMusic); con
la idea de conservar un equilibrio en el estado físico del paciente, así como de motivar al mismo
para que sea constante en la rutina. En la sección III.4 será detallado el Modelo de Adaptación de
ZuRoutine, mostrando cómo serán usados los datos del perfil de paciente, así como el proceso de
generación de la rutina.
ZuMusic
Este componente, es el encargado de la generación de una Lista de Reproducción de Música
Personalizada, la cual se integra con la rutina de ejercicio (ZuRoutine); esta lista tiene el propósito
de motivar y mejorar el rendimiento del paciente. Por medio de la interacción del paciente con el
sistema, ZuMusic, personaliza la Lista de Reproducción de Música según cuatro criterios:
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preferencias, gustos, rendimiento (por ejercicio) y el ritmo cardiaco. En la sección III.5, se
detallarán los componentes de ZuMusic, junto con la información que será manejada por este
servicio para lograr la personalización de la lista de reproducción.
1.1.5. Perfil del Paciente
El Perfil del Paciente maneja todas las características personales y físicas de este junto con sus
gustos, preferencias, necesidades y objetivos (metas) del mismo. En la sección III.2, se amplía cada
una de estas características y cómo estas enriquecen los servicios de ZuGym. El Perfil del Paciente
es uno de los componentes más importantes del sistema, porque es él quien le da un valor agregado
a todos los servicios, además de ser este quien maneja toda la información necesaria del paciente,
para la creación de una dieta y/o rutina y la planeación de las mismas. La forma en que el Perfil del
Paciente genera valor al sistema es brindándole al mismo la información necesaria sobre el paciente
para que se pueda generar cualquiera de los servicios de ZuGym que se adapten/personalicen a los
gustos, preferencias, patologías, necesidades y objetivos del paciente.
1.1.6. Modelo de Adaptación
El modelo de adaptación tiene como fin tomar los servicios generalizados brindados
comúnmente por los gimnasios y adaptarlos de tal manera que se acoplen a las necesidades,
preferencias, gustos y objetivos individuales de cada usuario de los mismos. Para lograr la
personalización de los servicios se creó un modelo de adaptación para cada uno (secciones 3, 4 y 5).
Sin embargo no es posible realizar la adaptación de un servicio sin tener como base un perfil de
usuario que permita, dada la información de preferencias y gustos, cambiar atributos de los
servicios para que el usuario se sienta satisfecho y sea más constante tanto en la dieta como en la
rutina.
En adición a esto, también maneja un perfil de dispositivo con el fin de adaptar los servicios a
las capacidades tecnológicas de los usuarios: por ejemplo, si el usuario maneja un dispositivo móvil,
la información debe ser desplegada de manera diferente a si usa un computador de escritorio.
1.1.7. Modulo Recomendaciones
Para lograr la personalización de los servicios es necesario conocer los gustos y preferencias del
usuario. Sin embargo, esto no se puede lograr realizándole una encuesta extensa sobre sus gustos.
Es por esto que, con base en los datos iniciales (dados a los expertos), el sistema recomienda al
paciente los alimentos, ejercicios o canción (según el servicio) que podrían ayudarle a lograr su
objetivo; la respuesta a estas recomendaciones se convertirá en histórico del paciente y, de allí, se
podrán inferir las tendencias en gustos o preferencias del mismo. Para cada servicio de ZuGym
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Memoria Trabajo de Grado - Investigación
29
existe un módulo de recomendaciones diferente, pues cada uno de estos se relaciona con diferentes
acciones o actividades del paciente.
En la siguiente sección hay una breve explicación de cuál es el flujo del servicio de ZuGym
para lograr una mejor comprensión de cómo se generan los servicios. Igualmente, para cada uno de
los servicios se mostrará cómo es el flujo interno para la generación de la dieta, la rutina y/o la lista
de reproducciones iniciales y personalizadas respectivamente.
1.2. Flujo del Servicio General
El flujo general de los servicios brindados por ZuGym se realizó con base en un plan de
negocios al cual está asociado [3]. En la Figura 4, se puede ver que el paciente llega a un gimnasio
con unas necesidades y objetivos específicos; luego se le muestra cuáles son los servicios que presta
el gimnasio integrado con ZuGym. Al momento de decidir qué servicios va a usar, se le envía a una
revisión médica; en ésta se crea un perfil médico el cual constituye la primera fuente de información
para la generación de los servicios (secciones 3, 4 y 5). Este perfil es creado por expertos en la
ciencia del deporte como: deportólogos, nutricionistas, psicólogos, entre otros. Este perfil se realiza
por medio de pruebas de laboratorio y físicas para conocer el estado actual del paciente.
Figura 4. Flujo General Servicios ZuGym
A continuación, basado en los datos obtenidos por el perfil inicial de paciente, el sistema genera
la dieta (sección III.3.2) y/o la rutina de ejercicios (sección III.4.2). La rutina y la dieta están
conectadas y comparten información enfocada a mantener un equilibrio entre las calorías quemadas
y las consumidas, esto será especificado en la sección Integración Modelos/Servicios. Así mismo la
rutina y la Lista de Reproducción de Música comparten información orientada a mejorar el
rendimiento del paciente al momento de realizar los ejercicios. En adición a esto, por intermedio de
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un componente web, se podrá personalizar/adaptar los servicios y llevar un seguimiento de los
avances del paciente.
Con base en lo planteado en el modelo del dominio de ZuGym y el flujo del servicio del mismo,
se refleja la necesidad de tener un perfil de usuario que permita la personalización de los servicios;
eso es debido a que el perfil de usuario es quien que mantendrá la información del paciente y estos
datos serán los utilizados para lograr la generación de los servicios tanto iníciales como deseados.
En la siguiente sección se mostrará en detalle cuál es el modelo propuesto para el Perfil del
Paciente, además de cómo se realizará la obtención de los datos para crear dicho perfil.
2. MODELO PERFIL DE PACIENTE (USUARIO)
El modelo perfil de usuario (Figura 5) tiene como objetivo mostrar cuáles serán los
datos/características que se deberán tener en cuenta para la clasificación y jerarquización de las
preferencias del paciente y lograr generación de los servicios prestados por ZuGym. El modelo
perfil de paciente define cuatro tipos de perfil: Información Básica, Contexto de Uso, Objetivo,
Preferencias. A continuación se expondrán cuáles son las características de cada uno de los
componentes anteriormente mencionados.
2.1. Componentes del Modelo Perfil de Paciente
Los componentes del Modelo Perfil de Paciente contienen los datos individuales de los
pacientes que se comportarán como un filtro de datos en el momento de generar cualquiera de los
servicios prestados por ZuGym.
2.1.1. Información Básica
Este componente maneja todos aquellos datos del paciente que son estáticos, es decir, que no
varían en un largo periodo de tiempo. Adicionalmente, estos datos proveerán la información
necesaria para realizar los cálculos correspondientes a la primera etapa de la generación de la dieta
y/o la rutina. Los datos a tomar en cuenta serán los expuestos en el modelo Perfil del Paciente; para
esto se tomaron en cuenta seis diferentes grupos de datos:
- Información Básica: todos aquellos datos personales del paciente como nombre, edad,
género, dirección, entre otros.
- Hábitos3: tales como el alcohol, fumar o hábitos alimenticios.
3 Un hábito es: un modo especial de proceder o conducirse adquirido por repetición de actos iguales o semejantes, u
originado por tendencias instintivas. [51]
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Figura 5. Modelo Perfil Usuario
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- Información Antropométrica: medidas corporales como el peso, el IMC (Índice de Masa
Corporal), estatura, TMB (Tasa Metabólica Basal), entre otros. Estos datos son necesarios
en las primeras etapas para la prescripción de ejercicio o de una dieta; ya que estos indican
el estado físico actual del paciente.
- Información Fisiológica: estos datos son acerca del comportamiento o estados de las
funciones orgánicas.
- Patologías: si el paciente tiene alguna patología, cuál es su estado, medicamentos a tomar,
junto con los exámenes clínicos necesarios para mantener conocimiento suficiente acerca
del estado de la patología del paciente.
- Capacidad Motora: Son aquellos datos relacionados directamente con la rutina de ejercicio,
que contienen la información relativa a flexibilidad, resistencia y coordinación del paciente.
- Ritmo Cardiaco: mantiene los datos relacionados con el pulso cardiaco del paciente, en
estado normal (en reposo) y el actual (mientras realiza alguna actividad).
Estos datos son la base para la creación de la rutina y/o Dieta Inicial, además, serán útiles al
momento de realizar un seguimiento del avance del paciente en cualquiera de las actividades tanto
de la dieta como del ejercicio. La obtención de estos datos es explícita, es decir, el usuario la debe
introducir directamente al sistema; sin embargo, algunos de los datos, como los antropológicos, son
deducibles a partir de otros datos del modelo. Los demás componentes del Modelo del Perfil de
Usuario son, al contrario de Información Básica, dinámicos como se muestra en las siguientes
secciones.
2.1.2. Contexto de Uso
El contexto de uso representa el entorno en el que se encuentra el paciente. Para la creación de
este perfil se toman en cuenta cinco aspectos:
- Características Dispositivo: basado en el perfil CC/PP (acrónimo de Composite
Capability/Preferences Profiles) [52]. Este perfil maneja la descripción de las capacidades
de un dispositivo y de las preferencias del usuario4. Estas características son relevantes
dentro del sistema ya que proveen la información necesaria para realizar un despliegue del
servicio, según el dispositivo desde el cual se encuentre accediendo el paciente.
4 http://www.w3.org/TR/NOTE-CCPP/
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- Características Entorno: estas representan aquellos datos acerca del entorno del paciente;
estas características son físicas (clima, estación del año). Para lograr la adaptación de los
servicios de ZuGym, es importante conocer dónde se encuentra el paciente, las
características del entorno o los lugares que frecuenta, entre otros.
- Características Sociales: están relacionadas con datos como ciudad nacimiento, ciudad
actual y costumbres. Estos datos ayudarán en la personalización, por ejemplo, de la dieta
teniendo en cuenta alimentos que se encuentren en la región donde vive.
- Localización: son datos relacionados con dónde está ubicado el paciente, para así
personalizar los servicios con lo que se según su ubicación esté al alcance de este.
- Características Económicas: son datos relacionados con la capacidad monetaria del
paciente.
Estos datos con dinámicos y serán obtenidos de forma implícita, basados en el comportamiento
del paciente con el sistema.
2.1.3. Preferencias
Uno de los problemas de la personalización de servicios es la recolección de los datos
suficientes para lograr una predicción de las preferencias y gustos de cada uno de los usuarios. Es
por esto que se plantean a continuación una serie de preferencias que se irán obteniendo gracias a la
interacción del usuario con el sistema, por medio de recomendaciones.
- Preferencia Horaria Rutina: Según las actividades diarias y las preferencias del paciente, se
establecerán la preferencia de horarios para realizar los ejercicios que sean generados por
ZuRoutine. Esto con el fin de que las actividades (rutina) no se interpongan con las
actividades semanales del paciente.
- Preferencia Horario Dieta: Según las actividades diarias y las preferencias del paciente con
respecto a las horas que come, se establecerá la preferencia de horarios en los que el
paciente debe ingerir los alimentos recomendados en la dieta generada por ZuDiet. Esto con
el fin que las comidas recomendadas por la dieta, no se interpongan con las actividades
semanales del paciente.
- Preferencia Actividad: representan lo que realiza el paciente en su diario vivir. Esto ayudará
al sistema a reconocer cuál es su gasto energético diario, qué tipo de actividad realiza
frecuentemente (fuera de las rutinarias), entre otras. Además del tipo de actividades
especiales que realiza según sus creencias, estilo de vida o la temporada del año
(vacaciones, fines de semana, etc.)
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- Preferencia Alimento: es la representación del alimento en el sistema, sus componentes más
representativos son:
o Clasificación: este criterio sirve para saber si el alimento es tolerado, rechazado o
preferido por el paciente.
o Intercambio Alimento: muestra el grupo en el cual, según la tabla de intercambio
(sección III.3.1.4), se encuentra el alimento.
o Preferencia de Cocción: es la forma en que usuario prefiere que sea cocinado este
alimento: en medio acuoso, graso o aéreo.
- Preferencia Música: es la representación de la Lista de Reproducción de Música
Personalizada tanto a los gustos del paciente cómo al efecto que cada canción de la lista
genera sobre el mismo; está relacionada con el ritmo cardiaco del paciente debido a que,
según algunos estudios (Anexo 3), la música puede influir sobre este pulso subiendo o
bajando el ritmo del mismo.
- Preferencia Ejercicio: maneja el tipo de ejercicio y el tipo de máquina que prefiere el
usuario al momento de cumplir con alguna de las especificaciones dadas por la rutina
generada por ZuRoutine. Es importante resaltar que esta información será la que sirva de
base para personalizar la rutina de ejercicios inicial. Entre otros datos importantes a resaltar
son los de sustitución, si algún tipo de ejercicio o máquina no le gusta al usuario, estos
tendrán información acerca de cuál otra máquina/ejercicio podrá reemplazarlo; esto se
define con base en las características de cada ejercicio/máquina, como zona del cuerpo a
ejercitar o dificultad, entre otras.
- Preferencia Despliegue: dependiendo de las características del dispositivo y los gustos del
paciente, la información acerca de los servicios (dieta, rutina y música) será desplegada al
usuario de acuerdo a sus preferencias; por ejemplo, si a la persona prefiere ver los
alimentos en imágenes en vez de una lista.
2.1.4. Componente Objetivo
Este componente es el encargado de mantener los datos acerca del objetivo del paciente; este
objetivo se refiere al por qué el paciente se encuentra consumiendo alguno de los servicios
prestados por ZuGym. El objetivo puede ser de tipo estético o por salud y, según éste y sus
características el sistema, podrá adaptar sus servicios para que este objetivo sea alcanzado en un
tiempo más corto que lo normal.
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2.1.5. Obtención de la Información
Uno de los problemas de la personalización de servicios es la recolección de los datos
suficientes para lograr una predicción de las preferencias y gustos de cada uno de los usuarios. Por
este motivo se han trabajado dos tipos de datos: estáticos y dinámicos. Los datos estáticos son
aquellos que no cambian frecuentemente, cómo los son los datos personales, patologías o los datos
antropométricos del paciente, entre otros; estos datos en su mayoría serán obtenidos de manera
explícita. Por otro lado, los datos dinámicos son aquellos que cambian frecuentemente, entre estos
están las preferencias y gustos del paciente, entre otros; la obtención de estos datos será de manera
implícita, por medio del historial del paciente con respecto al uso del sistema.
Para tener una mejor visión de cómo cada uno de los servicios de ZuGym va a utilizar este
perfil, en las siguientes secciones se mostrarán los modelos de estos servicios y cómo se relacionan
con el modelo de datos presentado anteriormente.
3. MODELO DEL DOMINIO ZuDiet
Esta sección se enfocará en el servicio de generación de dietas personalizadas llamado ZuDiet.
Para una mejor comprensión de cómo es generada la dieta, esta sección estará dividida en 2 partes:
i) Componentes del Modelo del Domino de ZuDiet y ii) Flujo del Servicio.
ZuDiet es un generador de patrones alimenticios5 (dietas) personalizados y uno de los servicios
de ZuGym. El objetivo de ZuDiet es, con base en las reglas para la creación de dietas usadas por los
nutricionistas, la creación de dietas que se ajusten a las necesidades, características, preferencias,
patologías, gustos y objetivo(s) de los pacientes. La personalización de la dieta, permitirá la
continuidad de la misma y que su seguimiento sea más certero. A continuación se mostrará cuáles
son los componentes necesarios para generar la Dieta Deseada.
3.1. Componentes Modelo del Dominio ZuDiet
En esta sección se hará una breve descripción de los componentes que hacen parte del modelo
del dominio de ZuDiet (Figura 6), los cuales serán los encargados de adaptar/personalizar la dieta
recomendada.
5 Patrón Alimenticio es el término usado por los nutricionistas para referirse a una Dieta. En el proyecto será utilizado el
termino Dieta (Documento Glosario)
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Figura 6. Modelo del Dominio ZuDiet
3.1.1. Dieta
Este componente es el encargado de la generación de la dieta. Usando diferentes recursos,
realiza los filtros necesarios para generar, en primera medida, una Dieta Inicial (sin
personalización) y después una Dieta Deseada (con personalización) adaptada a los perfiles del
usuario.
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Tabla 6. Ejemplo relaciones entre los componentes Perfil Paciente
La Dieta está compuesta de comidas, que se entenderán como los diferentes platos que la
persona ingerirá en el día, especificando el horario y la comida. Así mismo, una comida está
compuesta por platos y cada plato está compuesto de porciones de alimentos. Igualmente cada
alimento tiene las especificaciones de su composición, necesarias para la creación de la dieta,
(Tabla 7). Un ejemplo es el presentado en la Tabla 6, donde se muestra cuáles deben ser las comidas
diarias de una persona, junto con las horas en que debe ingerirlas, los platos propuestos y los
alimentos que componen estos últimos. En el componente Calendario, se relacionarán los
componentes Comida, Plato y Alimento, para generar la planificación de la Dieta que debe seguir el
paciente.
Tabla 7. Ejemplo de Composición Química de un Alimento (Macronutrientes)6
ALIMENTO: Leche de Soya (100gr)
Compuesto Cantidad
Calorías 31 Kcal
Proteínas 3,80 gr
Grasas 2,0 gr
Carbohidratos 1,60 gr
Un alimento, aparte de una composición química (Tabla 7), se expresa a su vez en diferentes
dimensiones. Es decir, estas dimensiones son una forma de expresar los alimentos según aspectos
de su entorno y de cómo las personas del mismo lo conciben. Para la adaptación de los alimentos, al
Perfil del Paciente, se tendrán en cuenta algunas de las dimensiones propuestas por Varela [9]:
- Económicas: tiene un precio que le puede hacer o no asequible al grupo de población que
desea consumirlo.
6 Alimento Bienestar Familiar Colombia, Tabla de Composición de Alimentos:
http://alimentoscolombianos.icbf.gov.co/alimentos_colombianos/principal_alimento.asp?id_alimento=1093&enviado3=1
DÍA COMIDA HORA PLATOS ALIMENTO
17 de julio
de 2011
Desayuno 7-8 am Bebida, Fruta y Cereal
Bebida: Leche de Soya
Fruta: pera y manzana
Cereal: Avena
Medias
Nueves
9:30 a
10:30 am Bebida y Harina
Bebida: jugo de mango
Harina: empanada
Almuerzo 12:30m a
1:30pm Bebida, Sopa, Seco y Postre
Bebida: jugo de mago
Sopa: crema de pollo
Seco: arroz, papa, carne y arvejas
Postre: ponqué ramo
Comida 6-7pm Bebida y Seco Bebida: jugo de mango
Seco: pan, queso y mortadela
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- Sociales: se integra en los códigos de prestigio y oportunidad de consumo fijados por el
grupo.
- Psíquicas: aceptación o rechazo del alimento en función de su inclusión o no en el
catálogo de alimentos habituales del grupo consumidor, es decir, sancionado por la cultura
alimentaria propia.
Estas dimensiones ayudarán a que el concepto de alimento tenga el detalle suficiente y poder
generar una dieta que se adapte a los requerimientos tanto del paciente como de su entorno
alimenticio. Estas características se ven reflejadas en el Perfil del Paciente, más exactamente en el
componente de preferencias (Figura 5), no se ven explicitas, pero serán tomas en cuenta en el
momento de hacer el primer filtro a las hojas de composición alimentos colombianos (sección
III.3.1.3). Una posible representación del alimento como concepto (Figura 7), es la planteada por
Snae et.al [30]; ésta es un primer bosquejo a usar para el desarrollo de ZuDiet.
Figura 7. Concepto Alimento. Tomada de [30]
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3.1.2. Perfil del Paciente
Este componente maneja todos aquellos datos del paciente que son necesarios para realizar los
filtros y poder generar la Dieta Deseada. Para más detalle ver la sección III.2.
3.1.3. Composición Alimentos Colombianos
En 1949, según la FAO, las Naciones Unidas publicó la primera Tabla de Composición de
Alimentos, esto con el fin tener información acerca de la composición química de los alimentos, en
especial aquellos nutrientes que son necesarios para mantener la salud de las personas a nivel
internacional. Con el tiempo cada país empezó a crear su propia tabla de composición de alimentos;
la entidad encargada en Colombia de realizar este estudio es el ICBF (Instituto Colombiano de
Bienestar Familiar). Este componente es una parte fundamental del sistema porque es la fuente de
información de donde se obtendrán los alimentos; además es la que provee una forma de adaptación
de los patrones según diferentes características económicas, políticas, geográficas, socio culturales,
entre otras.
3.1.4. Intercambio Alimentos
Una tabla de Intercambio Alimenticio es según el ICBF “Son agrupaciones, en las cuales los
alimentos incluidos en cada una de las listas, poseen aproximadamente el mismo valor de energía,
carbohidratos, proteínas y grasas. Por lo tanto un alimento se puede reemplazar por otros dentro de
la misma lista” [53]. Este componente es el encargado de realizar el intercambio de alimentos, con
el objeto de lograr la personalización en la dieta dada por el sistema. Un ejemplo de intercambio
sería si al paciente no le gusta la yuca, se lo podría cambiar por una polvorosa (galleta) que
pertenece al mismo grupo dentro de la tabla de intercambio alimenticio.
En esta sección se presentaron los componentes del Modelo de Dietas, sin embargo es
importante explicar cómo es el proceso para la generación de este servicios; por tal motivo, en la
siguiente sección de realizará descripción del flujo para la creación de la dieta tanto inicial como la
deseada.
3.2. Flujo Generación Dieta
En esta sección se explicará cómo es el proceso para la generación dietas, mostrado en la Figura
8. El proceso de divide en ocho subprocesos: los cuadrados redondeados representan los procesos
que se deben realizar y los cuadrados las fuentes de datos; además los cuadrados redondos de color
morado representan lo que realiza el Nutricionista, los verdes lo que hace el sistema y el azul la
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interacción del paciente. A continuación se explicará cada uno de estos subprocesos y la interacción
entre los mismos.
3.2.1. Términos Importantes
Antes de empezar a describir el proceso, se necesita conocer el significado de algunos conceptos:
- Dieta Inicial: es el patrón alimenticio que se genera en un principio, es general, sólo toma
en cuenta los alimentos que están a disposición y el perfil estático del paciente.
- Dieta Deseada: es el patrón que se genera después de realizar los filtros con las
preferencias que se encuentran en el Perfil del Paciente.
- Patologías: padecimientos o enfermedades del paciente
o Crónicas: aquellas enfermedades que no tienen cura. Como el SIDA
o Temporales: aquellas enfermedades o estados de salud que no son permanentes.
Como un embarazo
o Propensas: aquellas enfermedades a las que el paciente es propenso debido a que
han sido padecidas en su familia.
o Antecedentes Clínicos: aquellas enfermedades que la persona haya sufrido.
Figura 8. Flujo Generación de Dieta
3.2.2. Fuentes de Información
En la Figura 8, se identifican cinco fuentes de información (cuadrados):
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- Estado Actual del Paciente: es la primera fuente de información, de donde se almacenarán
aquellos datos básicos del paciente, para su uso al momento de realizar la dieta.
- Composición Alimentos Colombianos: es la primera fuente de información, de donde se
tomará la lista de alimentos disponibles en la región.
- Alimentos por paciente: esta es la lista de alimentos que ya han pasado por el filtro de
patologías y preferencias. Son los alimentos que serán consumidos por el paciente.
- Dieta Inicial: esta es la fuente de información que será filtrada por las preferencias para ser
personalizada; esta dieta sólo tendrá aquellos datos que se pueden generar a partir de los
primeros filtros basados en las patologías y requerimientos nutricionales generales de la
población colombiana [53].
- Dieta Deseada: será la fuente de información usada por el sistema para la planeación de las
comidas diarias propuestas para el paciente según sus preferencias y gustos. Está será
dinámica debido a que los gustos del paciente pueden cambiar con el tiempo y además se
irán generando según la interacción del paciente con el sistema y la evaluación del
nutricionista.
3.2.3. Actividades
Las actividades son aquellas que son realizadas por el nutricionista, el paciente y/o el sistema,
estas actividades son:
- Recolección de Datos: el nutricionista recolecta todos aquellos datos iniciales del paciente,
los que se preguntan en una consulta normal, y nutre el sistema con los mismos.
- Obtención Requerimientos Nutricionales: el nutricionista realiza una encuesta al paciente
de los alimentos que normalmente ingiere, además de las actividades que realiza, para
conocer el gasto y consumo calórico del mismo.
- Obtención Patologías y sus Características: el nutricionista pregunta al paciente por las
patologías que tiene y las características de las mismas (tiempo, medicina, tratamiento,
estado, etc.).
- Generación Dieta Inicial: con base en los datos registrados por el nutricionista se genera
una Dieta Inicial, que está compuesta por elementos genéricos, menús que son estándar
según algunas especificaciones del estado nutricional del paciente.
- Evaluación Dieta: el nutricionista validará la dieta generada, retroalimentando al sistema.
- Interacción Paciente: el paciente, al interactuar con el sistema, proveerá al mismo los datos
necesarios para inferir sus gustos y preferencias.
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3.2.4. Filtros
La función de los filtros es, con base en las fuentes de información, empezar a descartar
alimentos que no serán usados para la creación de la dieta, ya sea por motivos patológicos o por las
preferencias del paciente.
Filtro Patologías
Este filtro es el encargado de tomar todos los datos del paciente acerca de las patologías y filtrar
la lista de Composición de Alimentos Colombianos, descartando todos aquellos alimentos que en
alguna medida puedan afectar al paciente, según su composición química. Por ejemplo si el paciente
es diabético no se le podrá realizar la dieta que contenga alimentos como el azúcar refinado, pero sí
verduras como la zanahoria. Cabe anotar que algunos de los alimentos no se descartarán por
completo, sino que serán restringidos, lo que indica que durante algún tiempo (patología temporal)
no podrán ser consumidos por el paciente.
Filtro Preferencias
Este filtro es el encargado de tomar todos los datos generados en la Dieta Inicial y filtrarlo
según las preferencias del paciente en diferentes dimensiones. Estas dimensiones representan un
histórico del paciente, como ha sido el comportamiento con el sistema o las características de su
entorno. Como se mostró en la sección III.2.1.3, estas preferencias estarán en el Perfil del Paciente
y serán obtenidas de manera implícita.
En esta sección se mostró cuáles son los componentes del modelo de ZuDiet, para la generación
de dietas personalizadas, junto con el proceso que se lleva a cabo como tal. En la siguiente sección
se mostrará este mismo panorama para el servicio de generación de rutinas de ejercicio
personalizadas.
4. MODELO DOMINIO ZuRoutine
En esta sección se mostrará el servicio de generación de rutinas de ejercicio personalizadas
llamado ZuRoutine. En esta sección, además, se mostrarán dos aspectos importantes para el
desarrollo de ZuRoutine: i) Componentes del Modelos del Dominio de ZuRoutine y ii) Flujo del
Servicio.
ZuRoutine es un generador de rutinas de ejercicio personalizadas y uno de los servicios de
ZuGym. El objetivo de ZuRoutine es la creación de rutinas de ejercicio que se ajusten a las
necesidades, patologías, preferencias, gustos y objetivo(s) del paciente; esto con base en las reglas
para la creación de rutinas usadas por los entrenadores comúnmente. Con la personalización de la
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rutina se busca que los pacientes sean más constantes en la práctica del ejercicio, esto debido a que
van a ejecutar su rutina en las máquinas que les gustan, los ejercicios que prefieren y en el horario
que más se ajusta sus requerimientos. A continuación se expondrán cuáles son los componentes
necesarios para generar la Rutina Deseada.
4.1. Componentes Modelo del Dominio ZuRoutine
En la Figura 9, se muestra el Modelo de Dominio de ZuRoutine junto con sus componentes, los
cuales son los encargados de generar y adaptar/personalizar la rutina de ejercicios recomendada.
(Figura 9).
Figura 9. Modelo del Dominio de ZuRoutine
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4.1.1. Rutina
Este componente es el encargado de la generación, tanto de la rutina inicial como de la
personalizada o deseada. Para la generación de la Rutina Inicial, en primera medida, utiliza la
información básica del paciente (sección III.2.1.1), para conocer el estado del paciente; en segunda
medida, con las preferencias y gustos del usuario con base en el historial de uso, realiza la
generación de la Rutina Deseada.
Una rutina está compuesta de ejercicios, que se entenderán como “un conjunto de movimientos
corporales que se realizan para mantener o mejorar la forma física7”; cada ejercicio a su vez está
relacionado con una zona del cuerpo específica a la que influye, además de sus características como
duración o frecuencia, entre otras. A continuación se profundizará en las características del
ejercicio.
4.1.2. Ejercicio
El componente ejercicio se encarga de mantener todos aquellos datos relacionados con las
diferentes actividades que debe realizar el paciente, dados en la rutina generada por el sistema. A
continuación se describirán algunos componentes y los datos que manejan los mismos.
Tipos de Ejercicio:
- Anaeróbico: “El ejercicio anaeróbico es el tipo de ejercicio que mejora la potencia y
aumenta la masa muscular” [54]. Por este motivo se necesitan datos como peso a
manipular y la fuerza muscular realizada gracias al ejercicio.
- Aeróbico: “es aquel ejercicio que implica o mejora el consumo de oxígeno en el
metabolismo del cuerpo” [54]. Este tipo de ejercicio está relacionado con características
como la necesidad de un calentamiento previo y la resistencia o niveles del mismo.
Componentes del ejercicio:
- Zona del Cuerpo: Es la zona específica del cuerpo la cual va a ser influenciada o
fortalecida por el ejercicio. Este componente maneja datos de avance con base en un estado
inicial y un estado actual de la zona del cuerpo.
- Material Ejercicio: si el ejercicio necesita de un material específico como: pesas o una
máquina en especial, este componente maneja los datos relacionados a estos materiales. Se
resalta que si es una máquina, existe la posibilidad que ésta de información digital acerca
7 http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=ejercicio
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del rendimiento del paciente en la misma; si por el contrario no da información digital, se
manejaran características como niveles de esfuerzo, pesos, entre otras.
- Descripción del Ejercicio: este componente se encarga de mantener los datos de cómo debe
ser realizado el ejercicio; estas características son:
a. Series: es el número de veces que se tiene que realizar el ejercicio sin descanso.
b. Repeticiones: son el número de series a realizar.
c. Descansos: intervalos de tiempo entre cada serie.
d. Tips: son recomendaciones que debe tener en cuenta el usuario al realizar el
ejercicio.
4.2. Flujo Generación Rutinas
En la Figura 10 se muestra cómo es el flujo de generación de rutinas; este flujo representa tanto
lo que hace el sistema, lo que hace el entrenador y la interacción del paciente. Las actividades en
morado representan la interacción del entrenador con el sistema, las verdes los procesos del sistema
y la azul la interacción del paciente con el sistema. A continuación se realizará una explicación de
cada una de las actividades del flujo.
Figura 10. Flujo Generación de Rutinas
4.2.1. Términos Importantes
Par lograr una mejor comprensión del proceso, se necesita conocer la definición de algunos
conceptos:
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- Rutina Inicial: es la rutina de ejercicios que se genera en un principio, es generalizada,
únicamente toma los elementos de la información básica (sección III.2.1.1) del paciente y
los ejercicios que se encuentren en la base de conocimiento.
- Rutina Deseada: es la rutina de ejercicios que se genera al momento de realizar un filtro al
listado de ejercicios, esto con base en las preferencias que se encuentran en el Perfil del
Paciente.
- Pruebas Físicas: son pruebas que debe realizar el entrenador para conocer el estado físico
actual del paciente; estas pruebas serán las almacenadas en los datos de capacidad motora
del Perfil del Paciente (sección III.2.1.1).
- Patologías: ver sección III.3.2.1
4.2.2. Actividades
En el flujo de generación de la rutina de ejercicio, las actividades representan los procesos que
cada uno de los usuarios debe realizar en el sistema. A continuación se describirá cada una de estas:
- Recolección de Datos: Igual que en la dieta, ver sección III.3.2.3.
- Obtención Gasto Energético Paciente: el entrenador realiza una entrevista al paciente sobre
cuáles son las actividades que realiza diariamente, y con base en las tablas de gasto calórico
determina qué tanta energía gasta cotidianamente. Adicionalmente pregunta sobre aquellos
alimentos que ingiere comúnmente para así conocer el consumo energético del paciente; si
el paciente ya tiene una dieta generada por ZuDiet, no será necesaria esta última entrevista.
- Pruebas Físicas: El entrenador debe realizar algunas pruebas físicas para conocer en qué
estado se encuentran los “atributos físicos” del paciente y así nutrir al sistema con esta
información; esto debido a que es importante al momento de escoger los ejercicios y
esfuerzo para la rutina inicial.
- Obtención Patologías y sus Características: Igual que en la dieta, ver sección III.3.2.3.
- Generación Rutina Inicial: con base a los datos registrados por el entrenador se genera una
rutina inicial, esta dieta contiene elementos genéricos, rutinas que son estándar según
algunas especificaciones del estado físico y gasto energético diario del paciente. Para esto
se usa un sistema de reglas con base en las teorías para la prescripción de una rutina.
- Evaluación Rutina: el entrenador validará la dieta generada, retroalimentando al sistema.
- Interacción Paciente: el paciente, al interactuar con el sistema, proveerá la información
necesaria para inferir sus gustos y preferencias.
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47
4.2.3. Filtros Rutina
Los filtros se encargan de eliminar aquellos ejercicios que no cumplan con las especificaciones
del Perfil del Paciente o dejar en la lista de posibles aquellos que no sean del todo del gusto del
paciente; esto según la etapa en que se encuentre la rutina. A continuación se explicarán los dos
filtros utilizados por ZuRoutine.
Filtro Patologías
Al igual que en ZuDiet, este filtro es el encargado de tomar todos los datos del paciente acerca
de las patologías y filtrar la lista de ejercicios almacenados en el sistema, descartando todos
aquellos ejercicios que en alguna medida puedan afectar al paciente, según sus características como
la resistencia o el esfuerzo que implica realizarlo. Un ejemplo de esto es, que si el paciente tiene
problemas cardiacos, no se le podrá realizar una rutina que contenga ejercicios en una máquina de
cardio a una velocidad elevada o con resistencia alta, pero sí se le puede prescribir trabajo en
máquinas que requieran menos esfuerzo. Algunos de los ejercicios no se descartarán por completo,
sino que serán restringidos; esto implica que durante algún tiempo (patología temporal) no podrán
ser realizados por el paciente.
Filtro Preferencias
Este filtro es el encargado de tomar todos los datos generados en la Rutina Inicial y filtrarlo
según las preferencias del paciente en diferentes dimensiones, al igual que en ZuDiet. Estas
dimensiones representan un histórico del paciente, como ha sido el comportamiento con el sistema
o las características de su entorno. Como se mostró en la sección III.2.1.3, estas preferencias estarán
en el Perfil del Paciente y serán obtenidas de manera implícita.
En esta sección se mostró cuáles son los componentes del modelo de ZuRoutine, para la
generación de rutinas de ejercicio personalizadas, junto con el proceso que se lleva a cabo como tal.
En la siguiente sección se mostrará este mismo panorama para el servicio de generación de listas de
reproducción personalizadas.
5. MODELO DOMINIO ZuMusic
En esta sección se mostrará el servicio de generación de Listas de Reproducción de Música
personalizadas llamado ZuMusic. Además, se mostrarán dos aspectos importantes para el desarrollo
de ZuMusic: i) Componentes del Modelos del Dominio de ZuMusic y ii) Flujo del Servicio.
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ZuMusic es un generador de listas de reproducción personalizadas. El objetivo de ZuMusic es,
con base en características específicas del Perfil del Paciente y la rutina de ejercicio que esté
realizando, crear listas de reproducción que se adapten a los gustos, el tipo de ejercicio y el
objetivo del paciente. ZuMusic busca apoyar al paciente al momento de realizar el ejercicio para
que, según el ritmo, la intensidad del ejercicio aumente o disminuya en pro del cumplimiento del
objetivo que tiene paciente al realizar una rutina de ejercicio. La personalización de la Lista de
Reproducción de Música permitirá que el paciente se sienta a gusto realizando el ejercicio y que,
además, aporte una influencia sobre la evolución del mismo. A continuación se mostrarán los
componentes necesarios para generar la Lista de Reproducción de Música personalizada:
Figura 11. Modelo de Dominio ZuMusic
Es importante aclarar que la música puede ejercer una influencia a nivel ritmo sobre la actividad
del paciente. Sin embargo, según la musicoterapia, existen otros tipos de motivaciones como el
estado de ánimo y los recuerdos que la misma canción pueda evocar en el paciente. Existen otros
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49
aspectos como las enfermedades que tiene el paciente y sobre las cuales también puede influir el
ritmo de una canción, como por ejemplo la hiperactividad o el autismo8[55].
5.1. Componentes Modelo del Dominio ZuMusic
En esta sección se hará una breve descripción de los componentes que hacen parte del modelo
del dominio de ZuMusic (Figura 11), los cuales serán los encargados de adaptar/personalizar la
Lista de Reproducción de Música general.
5.1.1. Lista de Reproducción de Música
Este componente se encarga de la generación de la Lista de Reproducción de Música. Con base
en diferentes fuentes de información, ejecuta los filtros necesarios para generar, en primera medida,
una Lista de Reproducción de Música Inicial (sin personalización) y luego la lista reproducción
personalizada a los gustos, preferencias y objetivo(s) del paciente.
La Lista de Reproducción de Música está compuesta por canciones, que a su vez tienen las
especificaciones necesarias para lograr la generación de la lista de reproducción. Estas
especificaciones serán usadas para identificar si el ritmo de la canción puede ser usado para
intensificar, apaciguar o mantener el ritmo cardiaco del paciente, con base en las investigaciones
realizadas en el estado del arte de ZuMusic. En adición a esto, cada canción manejará un ranking
que el ZuMusic tendrá en cuenta al momento de crear la Lista de Reproducción de Música
Personalizada.
5.1.2. Perfil del Paciente
Este componente maneja todos aquellos datos del paciente que son necesarios para realizar los
filtros y poder generar la Lista de Reproducción de Música Deseada. Para más detalle ver la sección
III.5.2.
5.1.3. Composición Canción
Para la composición de la canción se tuvo en cuenta la teoría de Edgar Willems, quien expone
que los componentes elementales de la música son [53, 54, 55, 56]: Ritmo, Melodía y Armonía.
Para Willems, estos tres elementos se encuentran relacionados con el aspecto trifásico de la vida
humana: Vida Física, Vida Afectiva y Vida Mental. Según Willems [56], cada uno de los
8 Patricia Ramos, musicóloga. Pontificia Universidad Javeriana. [email protected]
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componentes elementales de la música interviene en los tres aspectos de la vida humana con un
rango de mayor a menor influencia, de la siguiente manera:
Ritmo: de mayor a menor está relacionado en primera instancia con la vida fisiológica,
en segundo con la vida emocional y en tercer lugar con la vida mental.
Melodía: está relacionada en primer lugar con la vida afectiva y en segundo lugar de
igual forma con la vida mental y la vida fisiológica.
Armonía: está relacionada en primer lugar con la vida mental, luego con la vida
afectiva y en tercer lugar con la vida fisiológica.
Sin embargo, estos no son los únicos elementos de la música que se pueden tomar en cuenta al
momento de generar la Lista de Reproducción de Música Personalizada, también existen cualidades
del sonido que podrán ser tomadas en cuenta [56] [55]:
Altura: altura está relacionada con el número de vibraciones y actúa sobre lo físico.
Vibraciones rápidas producen un estímulo nervioso intenso. Y las vibraciones lentas:
relajación.
Intensidad: tiene que ver con la amplitud de las vibraciones. Un volumen fuerte puede
tener la función de protección de interferencias físicas y/o psicológicas. También puede
estar asociado a estados de clímax.
En esta sección se realizó la descripción de cada uno de los componentes de ZuMusic, en la
siguiente sección se mostrará cómo son usados estos componentes en el flujo de generación de la
Lista de Reproducción de Música Personalizada.
5.2. Flujo Generación Lista de Reproducción de Música Personalizada
En la Figura 12, se muestra cómo es el flujo de generación de listas de reproducción
personalizadas; este flujo representa tanto lo que hace el sistema la interacción del paciente. Las
actividades en verde son los procesos del sistema y la azul la interacción del paciente con el
sistema. A continuación se presenta una explicación de cada una de las actividades del flujo.
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51
Figura 12. Flujo Generación de Servicio ZuMusic
5.2.1. Términos Importantes
Con el fin de dar un mejor entendimiento sobre el proceso de generación de listas de
reproducción personalizadas, se definen los siguientes conceptos:
- Lista de Reproducción de Música Inicial: es la lista de canciones que el sistema genera en
un principio de manera general tomando las canciones que se encuentran en la base de
conocimiento.
- Lista de Reproducción de Música Personalizada: es la lista de canciones que se genera
después de realizar un filtro al listado de canciones; este filtro es realizado según el ranking
que tiene cada canción, además del tipo de ejercicio y el objetivo de la ejecución del
mismo.
- Generación Lista de Reproducción de Música Inicial: tomando algunos de los datos
básicos del Perfil del Paciente, se generará una lista de reproducción inicial genérica.
- Evaluación Lista de Reproducción de Música: esta evaluación es una calificación que hace
el paciente de la lista de reproducción generada, así se podrá inferir que tipo de canciones
son las que le gusta escuchar cuando realiza ejercicio.
- Interacción Paciente: el paciente, al estar interactuando con el sistema, proveerá al mismo
el conocimiento necesario para inferir sus gustos y preferencias. Este proceso será simple,
ya que, por ejemplo, si empieza a sonar una canción y el paciente la pasa en el mismo
momento, el ranking a esa canción disminuirá.
5.2.2. Filtro Lista de Reproducción de Música
Para la generación de la Lista de Reproducción de Música Personalizada, se realiza un único
filtro que es de preferencias. Este filtro toma todas la Lista de Reproducción de Música inicial y lo
filtra según las preferencias del paciente en tres diferentes dimensiones: i) comportamiento del
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paciente en el sistema; ii) características del ejercicio que esté realizando el paciente; iii)
características del entorno como por ejemplo el país donde se encuentra.
6. REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN
En esta sección se mostrará cómo será la representación de cada uno de los componentes de los
modelos de ZuGym y cómo serán analizados. Para esta representación se ha utilizado la Notación
BNF9, dado que esta provee las características para crear la definición de cada uno de los conceptos
usados en el modelo y mostrar las conexiones entre estos.
Tabla 8 Representación Datos Generales
REPRESENTACIONES GENERALES
<Dígito> ::= 0|1|…|8|9
<Día> ::= <Número>
<Mes> ::= <Carácter> <Carácter> <Carácter>
<Año> ::= <Dígito> <Dígito> <Dígito> <Dígito>
<Peso_Neto> ::= <Número>
<Hora> ::= <Número>
<Minutos> ::= <Número>
<Frecuencia> ::= “Diario” | “Semanal” | “Mensual” | “Anual”
<Nombre_Patología> ::= String
<Nombre_Alimento> ::= String
<Número> ::= Double
Tabla 9 Representación Perfil del Paciente
PERFIL PACIENTE
Información Básica
<Información_Básica> ::= <Datos_Básicos> <Patologías> <Info_Fisiologica>
<Cuali_Físicas> <Info_Antropométrica> <Hábitos>
<Datos_Básicos> ::= <Nombre> <Apellido> <Edad> <Dirección> <Genero>
<Fecha_Nacimiento> <Teléfono> <Correo_Electrónico>
(<Nombre> <Apellidos> <Dirección> <Correo_Electrónico>) ::= <String>
<Edad> <Telefono> ::= <Número>
<Género> ::= Femenino | Masculino
<Fecha_Nacimiento> ::= <Día> <Mes> <Año>
9 Backus-Naur Form
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<Patologías> ::= <Nombre_Patología> <Origen> <Restr_Alimentos> <Restr_Ejercicio>
<Tipo> <Medicamento> <Laboratorio_Clinico>
<Nombre_Patología> <Origen> <Tipo> ::= <String>
<Restr_Alimentos> ::= ( <Nocivos> <Restringidos> <Benéficos> ) ::=
{<Nombre_Alimento>}*
<Restr_Ejercicios> ::= ( <Nocivos> <Restringidos> <Benéficos> ) ::=
{<Nombre_Ejercicio>}*
<Medicamento> ::= <Droga> <Horario_Dosis> <Tamaño_Dosis> <Tipo_Medicamento>
<Droga> <Tipo_Medicamento> <Tamaño_Dosis>::= <String>
<Horario_Dosis> ::= <Hora> <Minutos>
<Laboratorio_Clinico> ::= <Examen> <Valor_Referencia> <Valor_Obtenido>
<Examen> ::= <String>
<Valor_Referencia> <Valor_Obtenido> ::= <Número><String>
<Info_Fisiológica> ::= (<Glucosa_Muscular> <Lipidos_Musculares> …) ::= <String>
<Info_Antropométrica> ::= <Estatura> <Peso> <TMB> <IMC> <fTMB> <ECA> <ECE>
<GCT>
<Estatura> ::= <Número>
<Peso> ::= (<Peso_Actual> <Peso_Usual> <Peso_Ideal> )::= <Número>
<Peso_Ideal> ::= 50+((3*(Estatura - 150))/4))
<IMC> ::= Peso/ Estatura2
<Pliegue> ::= (<Subescapular> <Suprailiaco> <Muslo> <Pecho>) ::= <Número>
<TMB> ::= <TMB_Mujeres> | <TMB_Hombres>
<TMB_Mujeres> ::= 655,1 + (9.6*PESO)+ (1.85*TALLA)-(4.7*EDAD)
<TMB_Hombres> ::= 66 + (13,7*PESO)+ (5*TALLA)-(6,8*EDAD)
<fTMB> ::= <Tasa_Metabolica_Basal>/24horas
<ECA> ::= <Tasa_Metabolica_Basal> x 0.1
<ECE> ::= <Tasa_Metabolica_Basal> x <Porcentaje_Intensidad_Actividades>
<Porcentaje_Intensidad_Actividades> ::= 30% … 130%
<GCT> ::= <TMB> + <ECA> <ECE>
<Hábito> ::= {<Tipo_Hábito> <Frecuencia> }*
<Frecuencia> ::= ver Tabla 8
<Tipo_Hábito> ::= “Alcohólico” | “Fumador” | “Actividad Física” …
<Cualidades_Físicas> ::= <Coordinación> <Resistencia> <Fuerza>
<Coordinación> ::= <Conservacion_CoordCansancio> <Conservación_CoordObtructores>
<Ejecutar_AccionesComplejas> <Superación_Resistencia>
<Resistencia> ::= <cantidadCMO> <tipo_Resistencia> <reacionesVascularesPerifericas>
<Tipo_Resistencia> ::= <General> | <Especifico>
<Fuerza> ::= <FuerzaLenta> <FuerzaMáxima> <FuerzaResistencia> <FuerzaVelocidad>
<CapacidadReactivaMuscular>
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<Ritmo_Cardiaco> ::= <Estado_Reposo> <Estado_Actual>
(<Estado_Reposo> <Estado_Actual>) ::= <Número> x min
Contexto de Uso
<Contexto_Uso> ::= <Caract_Entorno> <Localización> <Caract_Entorno>
<Caract_Económica> <Caract_Social> <Caract_Cultural>
<Caract_Entorno> ::= <Entorno_Físicas>
<Entorno_Físicas> := <Clima> | <Estación_Año> | …
<Localización> ::= <Orientación> <Tipo_Localización> <Valor_Localización>
<Orientación> ::= “Sur” | “Norte” | “Este” | “Oeste” | …
<Valor_Localización> ::= <Número> <String>
<Caráct_Dispositivo> ::= <Referencia_Dispositivo> <Localización_Dispo> <Caráct_Red>
<Req_Aplicación> <Sesión_Actual_User>
<Referencia_Dispositio> ::= <String>
<Localización_Dispo> ::= <Loc_Física> <Loc_Lógica> <Loc_Geodésica>
<Orientación_Dispo> <Modificación>
<Loc_Física> ::= (<País>, <Departamento>, <Ciudad>, <Barrio>) ::= <String>
<Loc_lógica> ::= <Dirección-IP> ::= <Número> . <Número> . <Número>
<Loc_Geodésica> ::= (<Longitud>, <Latitud>, <Altitud>) ::= <Número>
<Orientación_Dispo> ::= (<Heading>, <Pitch>) ::= <Número>
<Modificación> ::= (<Error_Vertical>, <Error_Horizontal>, <Error_Heading>,
<Error_Pitch>) ::= <Número>
<Caract_Económica> ::= <Estrato> <Capacidad_Económica> ::= <Número>
<Caract_Social> ::= <Ciudad_Actual> <Ciudad_Nacimiento> <Costumbres> ::= <String>
<Caract_Cultural> ::= <Creencias> <Religión>
<Religión> ::= “Cristiano” | “Católico” | “Esoterista” | “Musulmán” | ….
Objetivo
<Objetivo> ::= <Tipo_Obj> <Orientado_a> <Peso_Obj>
<Tipo_Obj> ::= <Obj_Patología> <Obj_Estética> <Obj_MejorarEstadoFísico>
<Obj_Patología> ::= <Patología>
<Obj_Estetica> ::= (<Subir_Peso> | <Bajar_Peso> ) <Zona_Cuerpo>
<Orientado_a> ::= “Rutina” | “Dieta”
<Peso_Obj> ::= <Número>
<Tiempo_Límite> ::= <Día> <Mes> <Año>
Tabla 10 Representación de Preferencias del Paciente
REPRESENTACIONES PREFERENCIAS
Preferencias Ejercicio
<Prefe_Ejercicio> ::= <Nombre_Ejerc> <Nombre_MaterialEjerc> <Tipo_Ejercicio>
<Valor_Preferencia> <Intercambio_Ejerc> <Sustitución_Material>
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55
<Ejercicio> ::= <Nombre_Ejerc> <Duración> <Frecuencia> <Intensidad> <Objetivo>
<Descrip_Ejerc> <Zona_Cuerpo> <Material_Ejerc>
(<Nombre_Ejerc> <Objetivo>) ::= <String>
<Duración> ::= <Número> x Día
<Frecuencia> ::= <Número> x Semana
<Descrip_Ejerc> ::= <Descansos> <Repeticiones> <Series> <Tips_Ejerc>
<Descansos> <Repeticiones> <Series> ::= <Número>
<Tips_Ejerc> ::= <String>
<Material_Ejerc> ::= <Nombre_MaterialEjerc> <Tipo_Material> <Niveles_Esfuerzo>
<Pesos>
<Nombre_MaterialEjerc> ::= <String>
<Tipo_Material> ::= “Máquina” | “Pesas” | “Balón” | …
<Niveles_Esfuerzo> ::= <Número> Mets
<Pesos> ::= <Número> Kg
<Tipo_Ejercicio> ::= <Anaeróbico> <Aeróbico>
<Zona_Cuerpo> ::= <Zona_Cuerpo> <Caracte_Incial> <Caract_Deseada>
<Zona_Cuerpo> ::= “Piernas” | “Brazos” | “Abdomen” | “Cadera” | …
(<Caracte_Incial> <Caract_Deseada>) ::= <Número> cm
<Valor_Preferencia> ::= “Gusta” | “Prefiere” | “Rechaza”
<Intercambio_Ejerc> ::= <Ejercicio>
<Sustitución_Material> ::= <Material_Ejerc>
Preferencia Horario Rutina
<Prefe_HoraRutina> ::= <Fecha> <Franja> <Nombre_Ejerc>
<Fecha> ::= <Día> <Mes> <Año>
<Franja> ::= <Hora_Inicial> <Hora_Final>
(<Hora_Inicial> <Hora_Final>) ::= <Hora> <Minutos>
Preferencia Alimento
<Prefe_Alimento> ::= <Nombre_Alimento> <Prefe_Cocción> <Valor_Preferencia>
<Intercambio_Alimento> <Sustitución_Cocción>
<Alimento> ::= <Nombre_Alimento> <Tipo_Alimento> <Energía>
<Proteínas> <Lípidos> <Carbohidratos_Totales> <Tipo_Plato>
<Tipo_Alimento> ::= “Vegetales” | “Carnes” | “Frutas” | “Cereales” | “Harinas” | “Lácteos”|
(<Proteínas> <Lípidos> <Carbohidratos_Totales>) ::= <Número> gr
<Energia> ::= <Número> Kcal
<Tipo_Plato> ::= Aperitivo | Ensalada | Sopa | Seco
<Valor_Preferencia> ::= "Gusta" | "Prefiere" | "Rechazado"
<Intercambio_Alimento> ::= <Alimento>
<Prefer_Cocción> ::= <Valor_Preferencia> <Sustitución_Cocción>
<Cocción> ::= "Acuoso" | "Graso" | "Aéreo"
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<Sustitución_Cocción> ::= <Cocción>
Preferencia Horario Dieta
<Prefe_HoraDieta> ::= <Fecha> <Franja> <Nombre_Comida>
<Fecha> ::= <Día> <Mes> <Año>
<Franja> ::= <Hora_Inicial> <Hora_Final>
(<Hora_Inicial> <Hora_Final>) ::= <Hora> <Minutos>
<Nombre_Comida> ::= Ver descripción Dieta
Preferencia de Despliegue
<Prefe_Despliegue> ::= <Formato_Despligue> <Característica_Dispositivo>
<Sustitución_Formato>
<Formato_Despliegue> ::= "video" | "String" | "imagen"
< Característica_Dispositivo > ::= <Formatos_Aceptados> <Tamaño_Pantalla> …
<Formato_Sustitución> ::= <Formato>
Preferencia Actividad
<Pref_Actividad> ::= <Actividad> <Sustitución_Actividad> <Tipo_Actividad>
<Tipo_Actividad> ::= “Especifica” | “General”
<Sustitución_Actividad> ::= <Actividad>
<Actividad> ::= <Nombre_Actividad> <Temporada>
<Nombre_Actividad> ::= <String>
<Temporada> ::= “Trabajo” | “Vacaciones” | …
Preferencia Música
<Prefe_Música> ::= <Canción> <Ranking> <Sustitución_Canción> <Ritmo_Cardiaco>
<Canción> ::= <Nombre_Canción> <Artista> <Genero_Musical>
<Composición_Canción>
(<Nombre_Canción> <Artista> <Genero_Musical> ) ::= <String>
<Composición_Canción> ::= <Ritmo> <Melodía> <Armonía> <Altura> <Intensidad>
<Ranking> ::= 1|2|3|4|5
<Sustitución_Canción> ::= <Canción>
Tabla 11 Representación Generación de la Dieta
GENERACIÓN DIETA
<Dieta> ::= <Fecha_Inicial> <Fecha_Final> <Calificación_Paciente>
<Calificación_Nutricionista> <Calendario_Dieta> <Compos_Alimentos>
<Distribución_Calórica> <Intercambio_Alimentos> <Kilocalorias_Consumidas>
{<Comida>}*
(<Fecha_Inicial> <Fecha_Final>) ::= <Día> <Mes> <Año>
(<Calificación_Paciente> <Calificación_Nutricionista>) ::= 1|2|3|4|5
<Calendario_Dieta> ::= <Día> <Franja> <Tiempo_Comida>
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<Tiempo_Comida> ::= <Hora> <Minuto>
<Kilocalorias_Consumidas> ::= <Número> Kcal
<Compos_Alimentos> ::= <Fecha_Actualización> <Variables_Actualización>
<Variables_Utilización>
<Fecha_Actualización> ::= <Día> <Mes> <Año>
(<Variables_Actualización> <Variables_Utilización>) ::= <String>
<Comida> ::= <Nombre_Comida> { <Plato> }*
<Nombre_Comida> ::= Desayuno | Nueves | Almuerzo | Onces | Comida | Refrigerio
<Plato> ::= {<Porción> }* [<Disponibilidad>] <Cocina_Regional>
<Disponibilidad> ::= <Estaciones> <Influencia_Mercado>
<Estaciones> ::= “Primavera” | “Verano” | “Otoño” | “Invierno”
<Influencia_Mercado> ::= <Económia> <Sociales>
<Económica> ::= “Precio_Alto” | “Precio_Bajo” | “Precio_Estable”
<Sociales> ::= <String>
<Cocina_Regional> ::= “Italiana” | “Francesa” | Colombiana” | “Peruana” |…
<Porción> ::= {Alimento}* <Peso_Porción> <Total_Carbohidratos> <Total_Energía>
<Total_Lipídos> <Total_Proteínas>
<Intercambio_Alimentos> ::= <Grupo_Alimentos> <Intercambios> <Kilocalorias>
<Grupo_Alimentos> ::= “Azucares” | “Carnes-Huevos” | “Cereales” | “Frutas” | “Grasas” |
“Lácteos” | “Leguminosas | “Tubérculos-Plátanos” | “Verduras-Hortalizas”
<Intercambios> ::= {Alimento}*
<Kilocarias> ::= <Número> Kcal
<Distribución_Calórica> ::= <Carbohidratos_B> <Carbohidratos_A> <Proteínas>
<Grasas_Insaturadas> <Grasas_Saturadas> <Fibra>
<Carbohidratos_B> ::= 45% <Gasto_Calórico>
<Carbohidratos_A> ::= 15% <Gasto_Calórico>
<Proteínas> ::= 20% <Gasto_Calórico>
<Grasas_Insaturadas> ::= 3% <Gasto_Calórico>
<Grasas_Saturadas> ::= 15% <Gasto_Calórico>
<Fibra> ::= 2% <Gasto_Calórico>
<Dieta_Deseada> ::= <Alimentos:Beneficos> <Alimentos_Preferidos> <Prefe_Alimento>
<Prefe_HorarioDieta>
<Alimentos:Beneficos> <Alimentos_Preferidos> ::= {<Aliemto>}*
Tabla 12 Representación Generación de la Rutina de Ejercicios
GENERACIÓN RUTINA
<Rutina> ::= <Fecha_Inicial> <Fecha_Final> <Calificación_Paciente>
<Calificación_Entrenador> <Kilocalorias_Quemadas> {<Ejercicio>}* <Calendario_Rutina>
(<Fecha_Inicial> <Fecha_Final>) ::= <Día> <Mes> <Año>
(<Calificación_Paciente> <Calificación_Entrenador>) ::= 1|2|3|4|5
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<Calendario_Rutina> ::= <Día> <Franja> <Tiempo_Ejercicio>
<Tiempo_Ejercicio> ::= <Hora> <Minuto>
<Kilocalorias_Consumidas> ::= <Número> Kcal
<Rutina_Deseada> ::= <Prefe_Ejerc> <Prefe_Material> <Prefe_HoraRutina>
<Preferencia_Ejercicio>
Tabla 13 Representación Generación de la Lista de Reproducción de Música
GENERACIÓN LISTA DE REPRODUCCIÓN DE MÚSICA
<Lista_Reproducción_Música> ::= <Fecha_Inicial> <Fecha_Final>
<Calificación_Paciente> {<Canción>}*
(<Fecha_Inicial> <Fecha_Final>) ::= <Día> <Mes> <Año>
<Calificación_Paciente> ::= 1|2|3|4|5
<Rutina_Deseada> ::= <Prefe_Música> <Contexto_Uso> <Preferencia_Ejercicio>
<Canciones_Beneficas>
7. SISTEMA DE REGLAS
La generación de los servicios es posible gracias a la creación del sistema de reglas. Los filtros
están compuesto por reglas y están serán las encargadas, en general, de llevar a cabo los flujos de
generación de cada uno de los servicios de ZuGym (secciones III.3.2, III.4.2 y III.5.2). En esta
sección se muestran algunas de las reglas creadas con el fin de formalizar los modelos presentados
en el presente trabajo. Las demás reglas se pueden ver en el Anexo 9.
En la Tabla 14, se mostrarán las abreviaturas usadas en el sistema de reglas, para facilitar la
comprensión de las mismas.
Tabla 14. Abreviaturas Sistema de Reglas
Abreviatura Definición TCAC Tabla de Composición de Alimentos Colombianos
TE Tabla de Ejercicios
LCG Lista de Canciones General
LAP Lista de Alimentos por Pacientes
DI Dieta Inicial
DD Dieta Deseada
LEP Lista de Ejercicios por Paciente
RI Rutina de Ejercicios Inicial
RD Rutina de Ejercicios Deseada
LRMI Lista de Reproducción de Música Inicial
LRMD Lista de Reproducción de Música Deseada
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59
Ejemplo 1. Preferencia de Alimento
Esta regla de Preferencia de Alimento, filtra aquellos alimentos que al paciente le gustan o
prefiere de los que rechaza. Además realiza el proceso de intercambio de alimentos, para lo cual se
proponen dos maneras.
Sea a ϵ TCAC
Preferencia_Alimentos (a) {
If (a == "Rechaza") (
Filtrar (a)
Sustitución (a)
) else (
If (a == "Gusta") (
PAD { a }
) else { //por preferencia // f: lista alimentos preferidos
a Є f
f - { a }
}
)
}
Sustitución (a) [
d = Intercambio(a)
Return d
}
Opción 1 Intercambio
Intercambio1 (a) {
For (i = 0; i >= TCAC.length ; i++) {
If (c.Kilocalorias == TCAC.get(i).Kilocalorias
c. Carbohidratos == TCAC.get(i).Carbohidratos
c.Grasas == TCAC.get(i).Grasas
c.Proteínas == TCAC.get(i).Proteínas){
Return TCAC.get(i)
}
}
}
Opción 2 Intercambio
Intercambio2 (a) { //Cuando el alimento está relacionado a otros del mismo valor nutricional
aa = TCAC.a.getIntercambio
If (aa.valorPreferencia == “Gusta” || aa.valorPreferencia == “Prefiere”){
Return aa
}else{
Intercambio1(a)
}
}
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Ejemplo 2. Preferencia de Ejercicios
La regla para de Preferencia de Ejercicio filtra aquellos ejercicios que al paciente le gustan o
prefiere de los que rechaza. Además realiza el proceso de intercambio de ejercicios, para lo cual se
proponen dos formas de realizar este proceso.
Sea e ϵ TE
Preferencia_Ejercicios (e) {
If (e == "Rechaza") (
Filtrar (e)
Sustitución (e)
) else (
If (e == "Gusta") (
PAD { e }
) else { //por preferencia // f: lista ejercicios preferidos
e Є f
f - { e }
}
)
}
Sustitución (e) [
d = Intercambio(e)
Return d
}
Opción 1 Intercambio
Intercambio1 (e) {
For (i = 0; i >= TE.length ; i++) {
If (e.intensidad == TE.get(i).intensidad
e. frecuencia== TE.get(i).frecuencia
e.objetivo == TE.get(i).objetivo {
Return TE.get(i)
}
}
}
Opción 2 Intercambio
Intercambio2 (e) { //Cuando el ejercicio está relacionado a otros del mismo valor nutricional
ee = TE.e.getIntercambio
If (ee.valorPreferencia == “Gusta” || ee.valorPreferencia == “Prefiere”){
Return ee
}else{
Intercambio1(e)
}
}
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8. Prototipo
Es importante resaltar que la manera de validar los modelos, representaciones y reglas
anteriormente expuestos fue, además de la evaluación por parte de expertos de los modelos, con un
prototipo funcional. Para el desarrollo del prototipo se usó .NET con Visual Basic. En esta sección
se mostrarán las funcionalidades implementadas, pantallazos del prototipo trabajado y las pruebas
de funcionamiento realizadas.
8.1. Funcionalidades Implementadas
El fin del prototipo es mostrar que el sistema genera una dieta y una rutina inicial sin
personalización, que toma en cuenta únicamente los datos básicos del paciente y realiza un análisis
del estado físico del paciente. Para la generación de la Dieta Inicial, se tomaron patrones de dietas
dados por la Gobernación de Cundinamarca según las características generales de la población
colombiana, además de la disponibilidad de los alimentos. Por otro lado, para la generación de la
Rutina Inicial, dado que no se encontraron datos de patrones estándar para lograr la representación
de la rutina, se utilizaron datos de dietas.net, una página que recomienda ejercicios.
Además, el prototipo muestra una dieta y una rutina personalizadas. Para esto se infieren gustos
del paciente según un formulario en el que se le pregunta qué come en el día y qué cantidad de
actividades realiza. Con base en este conocimiento adquirido por el sistema, se realiza un filtro a la
dieta y rutina inicial. Para los alimentos se realiza un intercambio, que según los patrones de dietas,
en los que un alimento puede ser cambiado por otro cuyo valor nutricional es similar. Los ejercicios
por otro lado, serán cambiados por aquellas actividades que realiza cotidianamente con la
resistencia y frecuencia equivalente al ejercicio sugerido.
Por último, el sistema muestra la integración de la rutina y de la dieta tomando con punto de
conexión la cantidad de calorías consumidas y la cantidad de calorías quemadas, según la
rutina/dieta que el sistema generó para al paciente. Debido a este punto de conexión, el sistema
genera alertas si el paciente está cumpliendo su objetivo, o si está consumiendo más calorías de las
que debe quemar según dicho objetivo o las recomendaciones de consumo dadas por el ICBF [57].
A continuación se mostrarán algunos pantallazos del prototipo desarrollado.
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Dieta General
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Dieta Personalizada Rutina General
Rutina Personalizada
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8.2. Pruebas
Para realizar las pruebas del prototipo desarrollado se crearon escenarios con los cuales se
pretende probar la personalización de las dietas/rutinas generales. Es importante aclarar que los
datos usados para la dieta son con base de patrones de dietas generales dados para la población de
Cundinamarca, pero en el momento de personalizar los datos son, en su mayoría, suposiciones;
junto con esto, se mostrará cómo la rutina y dieta se integran. Los escenarios probados fueron:
- Escenario 1: Paciente vegetariano, con problemas de sobrepeso y baja actividad física.
- Escenario 2: Paciente que consume, habitualmente, un alto porcentaje de carnes, con
problemas de bajo peso y actividad física moderada.
- Escenarios 3: Paciente de consumo normal, con peso normal y actividad física media.
Escenario 1.
Perfil
Paciente
Estado Físico
del Paciente y
Necesidades
Nutricionales
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Perfil Dieta
Diaria
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Dieta Personalizada
La dieta personalizada generada toma en cuenta tres aspectos importantes:
1. El paciente necesita un tipo de dieta Hipocalórica, esto debido a que su objetivo es
bajar de peso, por lo que su dieta es baja en calorias. Este patrón de dieta es tomado
de las dietas recomendades para los habitantes de Cundimarca, teniendo esta presente
cuáles son los productos alimenticios a los cuales pueden tener acceso los habitantes
de este departamento de Colombia.
2. Con la intensión de personalizar la dieta general se tiene en cuenta que el paciente,
según lo visto en el “perfil de dieta” no consume carnes, se le presenta una dieta baja
en consumo de carnes. Como se ve en la imagen de la Dieta Personalizada, se le bajó
el consumo de carne a cero, y se le aumentó el consumo de leguminosas con el fin de
satisfacer las 1800 Kcal que debe consumir el paciente según sus características
físicas.
3. Según la información brindada por el usuario en el “Perfil de la Dieta”, se tuvieron
en cuenta aquellos alimentos que consume habitualmente y, comparándolos con los
los intercambios dados por el patrón general de la dieta, se le muestran como opción
de comidas aquellos que la persona eligió con anterioridad. Un ejemplo de esto es el
alimento proteico del Desayuno, es Manzana/Durazno, frutas que el paciente escogíó
en el “Perfil de la Dieta”
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Perfil Rutina
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Rutina Personalizada
La rutina personalizada generada toma en cuenta tres aspectos importantes:
1. El paciente necesita un tipo de rutina suave, esto debido a que su objetivo es bajar
de peso, pero dado que su actividad habitual es baja, debe empezar con una rutina
suave. Este patrón tiene como base los principios dados en www.dialnet.com
2. Con la intención de personalizar la rutina general se tiene el cuenta que el paciente,
según lo visto en el “perfil de rutina”, no quema más calorias de las que utiliza el
cuerpo en actividades básicas (comer, ver televisión, entre otras). Por esto, se le
presenta una rutina con actividades que puede realizar en tres momentos del día.
Como se ve en la imagen de la Rutina Personalizada, se le sumaron las actividades
habituales pero con un mayor tiempo para realizarlas. Esto con el fin de no alejar
sus actividades habituales, sino de intensificar su realización, junto con la idea de
lograr quemar las 2000 Kcal que necesita para alcanzar su objetivo de bajar de peso.
3. Como se puede ver en la imagen de la Rutina Personalizada, se le muestra al
paciente cuál es su consumo/gasto habitual y cuál, según la dieta/rutina, debe ser el
indicado. Además, se muestran las alarmas generadas por el sistema dadas dichas
calorías consumidas/gastadas con respecto al objetivo de bajar de peso del paciente.
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Escenario 2.
Perfil
Paciente
Estado Físico
del Paciente y
Necesidades
Nutricionales
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Perfil Dieta
Diaria
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Dieta Personalizada
La dieta personalizada generada toma en cuenta tres aspectos importantes:
1. El paciente necesita un tipo de dieta Hipercalórica, esto debido a que su objetivo es
subir de peso, por lo que su dieta es alta en calorías. Este patrón de dieta es tomado
de las dietas recomendades para los habitantes de Cundimarca; teniendo esta presente
cuáles son los productos alimenticios a los cuales pueden tener acceso los habitantes
de este departamento de Colombia.
2. Con la intención de personalizar la dieta general se tiene el cuenta que el paciente,
según lo visto en el “perfil de dieta” consume alto porcentaje de carnes, se le presenta
una dieta alta en consumo de carnes. Como se puede apreciar en la imagen de la
Dieta Personalizada, se le subió el consumo de carne, y se le bajó el consumo de
leguminosas con el fin de satisfacer las 1800 Kcal que debe consumir el paciente
según sus caracteristicas físicas.
3. Según la información brindada por el usuario en el “Perfil de la Dieta”, se tuvieron
en cuenta aquellos alimentos que consume habitualmente y comparándolos con los
los intercambios dados por el patrón general de la dieta, se le muestran como opción
de comidas aquellos que la persona eligió con anterioridad. Un ejemplo de esto es
que el paciente escogió en el “Perfil de la Dieta”
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Perfil Rutina
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Rutina Personalizada
La rutina personalizada generada toma en cuenta tres aspectos importantes:
1. El paciente necesita un tipo de rutina moderado, esto debido a que su objetivo es
subir de peso, pero dado que su actividad habitual es moderada, debe mantenerse en
dicha rutina media. Este patrón tiene como base los principios dados en
www.dialnet.com
2. Con la intención de personalizar la rutina general se tiene el cuenta que el paciente,
según lo visto en el “perfil de rutina” quema más calorias de las que utiliza el cuerpo
en actividades básicas (comer, ver televisión, entre otras), se le presenta una rutina
con actividades que puede realizar en tres momentos del día. Como se ve en la
imagen de la Rutina Personalizada, se le sumaron las actividades habituales pero con
un mayor tiempo para realizarlas. Esto con el fin de no alejar sus actividades
habituales, sino intensificar su realización para llevar a cabo su objetivo de subir de
peso.
3. Como se puede ver en la imagen de la Rutina Personalizada, se le muestra al
paciente cuál es su consumo/gasto habitual y cuál, según la dieta/rutina, debe ser el
indicado. Además, se muestran las alarmas generadas por el sistema dadas dichas
calorías consumidas/gastadas con respecto al objetivo de subir de peso del paciente.
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Escenario 3.
Perfil
Paciente
Estado Físico
del Paciente y
Necesidades
Nutricionales
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Perfil Dieta
Diaria
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Dieta Personalizada
En este escenario sólo se tuvieron en cuenta las preferencias del paciente con
respecto a gustos en alimentos, dado que su estado es físico es normal y busca
mantenerse en él.
Rutina Personalizada
Igual que en la dieta, en este escenario únicamente se tuvieron en cuenta las
preferencias del paciente con respecto a gustos en ejercicios y/o actividades diarias, dado
que su estado es físico es normal y busca mantenerse en él.
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Perfil Rutina
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IV. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO
ZuGym se creó como una herramienta de software que ofrece tres servicios personalizados
(tomando en cuenta las características y necesidades individuales de los clientes de gimnasios) a
través de tres subsistemas: ZuDiet generador de dietas; ZuRoutine generador de rutinas de ejercicio
y ZuMusic generador de Listas de Reproducción de Música. Con el fin de que los pacientes fueran
constantes en el uso de dichos servicios y así mejorar su calidad de vida.
Con el objetivo de diseñar ZuGym se realizó en primera instancia una indagación, tanto de las
tecnologías actuales como de las investigaciones, en las áreas de generadores de rutinas/dietas y de
Listas de Reproducción de Música. Así mismo, se realizaron entrevistas con expertos tales como
nutricionistas, deportólogos y músico-terapeutas.
Con el ánimo de personalizar los servicios de ZuGym, se construyeron para cada uno de ellos
los modelos de adaptación que se usan como fuente de información principal en un perfil de
paciente (instanciación de un perfil de usuario). Este perfil de paciente está compuesto de
información básica, gustos, preferencias y patologías. Gracias a estos perfiles cada servicio cuenta
con la información necesaria para la personalización de los patrones generales de dietas, rutinas y
Listas de Reproducción de Música.
Se modelaron también los flujos de generación de los servicios, los cuales muestran cómo cada
uno de los componentes de los modelos interactúa con el fin de generar un servicio generalizado
para luego transformarlo en un servicio personalizado con base en las preferencias y gustos del
paciente. Para lograr un mayor formalismo de los modelos se realizó la representación de la
información, en notación BNF, de cada uno de los componentes de los modelos y la relación entre
los mismos.
Adicionalmente se elaboró un sistema de reglas que muestra cómo sería la generación de los
servicios y cómo se tendrían en cuenta las preferencias del paciente con el objetivo de realizar los
filtros necesarios y así lograr la personalización de los servicios. En este punto vale la pena resaltar
la importancia del manejo del histórico como herramienta para deducir información de
adaptación/personalización ya sea a partir de los gustos y preferencias del paciente y/o de la
interacción que éste tiene con el sistema; es evidente el uso del histórico por ejemplo al generar la
dieta personalizada. Se parte de una dieta genérica que le ha funcionado a pacientes con
características similares; dicha dieta se va refinando con los gustos y preferencias del paciente así
como con lo que el paciente va expresando con respecto a sus hábitos alimenticios cada vez que
interactúa con el sistema. Aunque en el presente trabajo de grado no se enfocó en el manejo del
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Memoria Trabajo de Grado - Investigación
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histórico, éste es parte fundamental para obtener la personalización de los servicios. Además el
hecho de partir de un patrón genérico (ya sea para rutinas o dietas), es una posible utilización de
razonamiento basado en casos ya que se han seleccionados patrones genéricos que han sido
apropiados para pacientes con características y necesidades similares. El uso de razonamiento
basado en casos es una perspectiva de este trabajo.
Finalmente se realizó un prototipo funcional que genera dietas y rutinas tanto generales como
personalizadas, además de la integración entre ambos servicios.
Una de las ventajas de ZuGym es que su diseño arquitectónico permite la escalabilidad con
respecto a personalizar otros servicios de los gimnasios que no hayan sido contemplados en su
primera versión. Por ejemplo se podría incluir el servicio médico que complemente y también
supervise servicios como la generación de dietas o la creación de rutinas. Además, el diseño de los
modelos de adaptación presentados en este trabajo de grado, pueden ser usados por una capa de
servicios independiente del gimnasio; es decir, cada gimnasio podría usar estos modelos como base
para generar los servicios, pero la capa de aplicación podría ser provista por los mismos gimnasios.
Vale la pena indicar que este prototipo, por cuestiones de tiempo, tiene integrada la aplicación al
sistema ZuGym.
Con respecto al trabajo interdisciplinar fue muy formativo, ya que se trabajó con conceptos que
no se conocían, como qué es una dieta/rutina y todos los factores que influyen sobre la decisión de
prescribir alguna de éstas. Además, se cómo es posible desde la Ingeniería de Sistemas apoyar a
otras áreas del conocimiento. No obstante, fue complicada la interacción con el área de nutrición
debido a que las personas con las que se interactuó no estaban dispuestas a que un sistema de este
tipo les apoyara a la toma de decisiones; sólo querían un sistema que los ayudara a llevar el
seguimiento de lo que los pacientes realmente consumían diariamente. Además, el trabajo con el
deportólogo10
, quien estuvo más de acuerdo con la propuesta, sólo se orientaba a mejorar los
procesos en el gimnasio de la Pontificia Universidad Javeriana, cuyo modelo de negocio es muy
diferente al de un gimnasio típico debido a dos aspectos: i) la mayoría de servicios están orientados
a usuarios que tienen enfermedades como la obesidad o problemas cardiacos y sólo se realizan
planes de ejercicio a dichos usuarios; de esta manera, no se tienen en cuenta aquellos pacientes que
tienen objetivos diferentes a los relacionados con una enfermedad; ii) los expertos en la ciencia del
deporte que trabajan en el gimnasio se enfocan en aquellos alumnos/trabajadores que hacen parte de
las equipos de deportes de la universidad y no se aprecia la necesidad de buscar la continuidad en la
10 Julio César Bermúdez Muñoz, [email protected], Medicina del deporte
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realización de ejercicio por parte de los demás usuarios del gimnasio. Por el lado de la música, se
tuvo la colaboración de una musicóloga quien aportó valioso conocimiento sobre variables
musicales que se podrían tomar en cuenta para la generación de una Lista de Reproducción de
Música orientada a apoyar el proceso en el ejercicio de los pacientes.
Como trabajo futuro se planea mejorar e integrar la música en el prototipo, ya que por el tiempo
del proyecto no se logró implementar la integración de la rutina de ejercicio con la Lista de
Reproducción de Música. Otro aspecto a trabajar es complementar ZuGym con un sistema de
recomendaciones que, con base en el Perfil del Paciente (gustos, preferencias, patologías, entre
otros), sugiera alimentos/ejercicios al paciente que estén unidos a dicho perfil y al objetivo que éste
tiene al seguir una dieta o rutina. Este módulo de recomendación será un componente que se
integrará a ZuGym. Las variables utilizadas en la función de la utilidad del módulo de
recomendaciones corresponderán a las características de adaptación/personalización contempladas
en cada uno de los servicios. Con respecto al sistema de reglas se planea usar un motor de reglas
que apoye el manejo de las mismas.
Además, se espera articular todos los servicios para implantar ZuGym en un gimnasio y así
lograr evaluar su impacto en un estado real, junto con la factibilidad y facilidad de uso del mismo.
Igualmente, para la generación de dietas, creación de rutinas de ejercicio y administración de reglas,
se tendrán en cuenta algoritmos de optimización en el fin de que los servicios, brindados a los
usuarios de los gimnasios, sean más efectivos para lograr el(los) objetivo(s) de los mismos.
Adicional a esto, se plantea escribir y publicar otros artículos científicos que puedan ampliar los
conocimientos con respecto a la utilidad de la Ingeniería de Sistemas en otras áreas del
conocimiento y así expresar cómo desde nuestra perspectiva se puede colaborar a solucionar las
problemáticas de la sociedad en general.
Se proyecta también como trabajo futuro, la extensión de los modelos de ZuGym, mostrados en
el presente trabajo de grado, a dominios como la salud, apoyo en el diagnóstico de enfermedades,
entre otros. Esto debido a la flexibilidad del perfil de paciente y la posibilidad de ampliarlo para
conseguir otro tipo de objetivos, como por ejemplo, el diagnóstico clínico.
Ingeniería de Sistemas
Memoria Trabajo de Grado - Investigación
81
V. REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA
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Memoria Trabajo de Grado - Investigación
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VI. ANEXOS
Anexo 1. Estado del Arte ZuDiet
Anexo 2. Estado del Arte ZuRoutine
Anexo 3. Estado del Arte ZuMusic
Anexo 4. Entrevistas (Audio)
Anexo 5. Especificación de Requerimientos de Software (SRS)
Anexo 6. Diseño Arquitectónico de Software (SAD)
Anexo 7. Prototipo Funcional
Anexo 8. Propuesta Trabajo de Grado
Anexo 9. Reglas para la Generación de Servicios