Domotica per il benessere dellanziano e delle persone

Domotica per il
benessere dell!anziano e
delle persone
diversamente abili
Sommario
• Obiettivi della domotica
• Tecnologie
• Progetti internazionali in corso
Marco Aiello
Dip artimento Informatica e Telecomunicazioni
Universita! di Trento
[email protected]
• Progetto DIT, itc-IRST, ITEA per il
rilevamento delle cadute
Assistive Technology & Disab ility Management ---Istituto Regionale di Studi e Ricerca Sociale, Trento --- 8 giugno 2005
Domotica
• La domotica e! l!applicazione di
tecnologia informatica e robotica alla
casa col fine di migliorare il comfort, la
quantita! di servizi disponibili e la
sicurezza di chi vive nella casa.
Domotica di supporto
• La tecnologia puo! essere d!ausilio alle persone
con abilita! diverse (per motivi di invecchiamento
o di altra natura) con l!obiettivo di renderle
autonome e prolungare la permanenza nella
propria abitazione evitando l!ospedalizzazione il
piu! a lungo possibile.
age in place
Il supporto dell!anziano
• Il supporto agli anziani e! di particolare
interesse perche!:
– il numero di anziani sta crescendo in termini
assoluti e in termini di percentuale della
popolazione
– l!anziano che rimane nella propria casa ha
aspettative di vita piu! lunghe rispetto a quello
ospedalizzato, oltre che avere una qualita!
della vita migliore
– e! economicamente rilevante come si
supporta l!anziano
Il modello NCMRR
•
La ricerca e tecnologia su domotica per
l!anziano si articola su 5 livelli di intervento
secondo il modello NCMRR del National
Center for Medical Rehabilitation Research
degli Stati Uniti
1.
2.
3.
4.
5.
cellular: si riferisce alle aberrazioni patofisiologiche
organic: si riferisce agli organi corporei
action: si riferisce alle limitazioni funzionali organiche
task-role: alla disabilita!
social limitation: alle barriere sociali introdotte
dall!invecchiamento
NCMRR: esempio Alzheimer
• Cellular:
• Organ:
• Action:
Alzheimer, sistemi per rilevamento
sistema nervoso, stimolatori nervosi
incapacita! motorie, sedie a rotelle
pro-attive
• Task-role: incapacita! di ricordare le azioni,
compendi alla memoria e sistemi di
suggerimento
• Social-limitation: incapacita! di ricordare ii
conoscenti, riconoscimento dei volti
Riferimenti
• William C. Mann The aging population
and its needs IEEE Pervasive
Computing vol.3 n.2 (2004)
Tecnologia per la domotica
• La tecnologia corrente (sensori, attuatori,
elaboratori) e! matura per entrare nelle
nostre case, matura in termini di:
–
–
–
–
Affidabilita!
Ingombro
Accettabilita!
Costo
• Di seguito alcuni esempi
Tecnologia
telecamere
Sensori
Sensori del
movimento
a infrarossi
Sensori
fughe di gas
Sensori
rilevamento
perdite
d’acqua
Elaboratori, palmari e
terminali di comunicazione
RFID Radio Frequency IDentifiers
Come funziona un RFID
Smart Dust
• Si puo! andare oltre i RFID e avere dei
dispositivi che non solo identificano gli
oggetti rispondendo ai segnali, ma sono
dei micro calcolatori
Miniaturizzazione dei RFID
Smart Dust @ Berkely
Smart Dust: come potrebbe essere istallata
Progetti internazionali in corso
Progetti in corso
• Il mondo della ricerca accademica e
industriale e! attivo su temi di domotica ed
in particolare di domotica per il supporto
delle persone diversamente abili
• Di seguito riportiamo gli obiettivi e le
tecnologie adottate in alcuni dei progetti
piu! rilevanti
GeorgiaTech:
Aware Home Research
• Obiettivi del progetto:
– Compensazione del declino fisico
– Ausilio al ricordarsi le azioni passate
– Supporto alla comunicazione con i familiari
The Gesture Pendant
• Un dispositivo indossabile senza fili che
consente di dare comandi a distanza
sotto forma di gesti fatti con le mani
• Basato su una piccola telecamera e
sensori a infrarossi
• Utilizzato anche per monitorare l!anziano
(ad esempio Parkinson)
Cook!s Collage
• Una telecamera per fornire informazioni
su azioni compiute di recente
• Vengono catturate immagini significative
che possono venire mostrate all!anziano
per ricordargli se ha svolto o meno una
determinata azione
Digital Family Portrait
• Un sistema di monitoraggio che informa i
familiari delle attivita! quotidiane
dell!anziano oltre che dello stato di salute
e del rivelarsi di situazioni potenzialmente
problematiche (scostamenti da pattern
comportamentali)
• Basato su badge wireless e telecamere
Accettabilita!
Accettabilita!
• Trovare il giusto bilanciamento fra
assistenza e autonomia
• Dare supporto quando non e! necessario
puo! avere effetti negativi (abbandono o
rinuncia a compiere attivita! delegate alla
tecnologia)
• La teconologia puo! aumentare ma anche
diminuire la sensazione di indipendenza
• Le precondizioni per l!accettabilita! da parte degli
utenti passano attraverso risposte tranquillizzanti
alle seguenti questioni:
– Chi e! in grado di monitorare la casa (oltre 1/2 persone
di solito c!e! il rifiuto)
– Effettiva necessita! dell!ausilio (se la necessita! non era
sentita, rifiuto)
– Livello di intrusione (la teconologia viene preferita ad
avere una presenza umana sempre presente)
Riferimenti
Cyber Crumbs
• E. Mynatt, A. Melenhorst, A. Fisk, and W.
Rogers Understaind User Needs and
Attitudes IEEE Pervasive Computing
vol.3 n.2 (2004)
• 66% delle persone cieche sono anziane
• Cyber Crumbs fornisce il supporto per
muoversi anche senza vedere e
informazioni localizzate
• Obiettivo: costi che rendano l!infrastrutura
realizzabile nelle case
Soluzioni precedenti
Cyber Crumbs
• Utilizzo di sensori a infrarossi con portata
di 25 metri in grado di dare segnalazioni
acustiche
• RFID con range di 2.5 metri, troppo
limitante per istallare in abitazioni
• Requisiti del sistema:
– Fornire informazioni sulla disponibilita! di
cartelli Braille nelle vicinanze
– Fornire le informazioni presenti nel cartello a
distanza
– Fornire la posizione del cartello
– Guidare l!utente alla sua destinazione finale
Tecnologia
• I crumbs rimangono inerti in attesa di
essere svegliati dal passaggio di un
badge indossato da una persona
• A partire da un raggio di 7 metri il crumb
invia un identificatore e del testo al badge
Riferimenti
• David Ross Cyber Crumbs for
Successful Aging with Vision Loss
IEEE Pervasive Computing vol.3 n.2
(2004)
Illumination based locator
assisting Alzheimer!s patients
• Rilevare la posizione in ambienti chiusi e!
problematico (GPS non funziona)
• Usare la modulazione delle luci senza
generare flickering percepibile dall!essere
umano
• Utilizzato per guidare pazienti con
disabilita! cognitive come i malati di
Halzeimer
General Electrics:
Home Assurance System
• Oltre il telesoccorso: invio di informazioni
sull!anziano in tempo reale attraverso il
Web
• Sensori di temperatura, perdite d!acqua,
fumo, gas
• Studio dei pattern comportamentali
dell!anziano
Loughborough University
• Studio di sensori basati sulla pressione
per rilevare la presenza nel letto
dell!anziano e quindi stabilirie i pattern
comportamentali
Linkoping: Virtual Companion
• Un sistema per la generazione
automatica di compagni virtuali
personalizzati
• Utilizzato per:
– Supporto alla guida (basato su informazioni
prese tramite una rete peer-to-peer ad-hoc)
– Supporto alla dieta (basato su reti di
decisione)
Riferimenti
• Anthony Joseph (editor) Successful
Aging IEEE Pervasive Computing vol.3
n.2 (2004)
Carnegie Mellon:
Analisi Automatica dei pazienti
• Nella cura dei pazienti sul lungo periodo
un!accurata analisi del funzionamento
fisico, comportamentale e fisiologico e!
essenziale
• Questo puo! essere fatto in modo
automatico con utilizzo di telecamere e
sensori fisiologici
– Tracking delle persone nelle immagini
– Identificazione delle persone
– Analisi delle attivita! degli individui
Comportamenti in
bagno:
!lavarsi i denti
!radersi
!pettinarsni
!lavarsi la faccia
!lavarsi le mani
detezione dello stato di “mangiare”
tracking
Riferimenti
• A. Hauptmann, J. Gao, R. Yan, Y. Qi, J.
Yang, and H. Wactlar Automated
Analysis of Nursing Home
Observations IEEE Pervasive
Computing vol.3 n.2 (2004)
Intel:
Computer Supported Coordiante Care
• Considerare non solo l!individuo nella casa, ma
l!intera rete di persone che gli ruotano attorno
• Care Network:
– Persone che forniscono supporto all!anziano
– Familiari, amici, vicini di casa, professionisti (medici,
infermieri, farmacisti, personale di pulizia, ecc.)
• La complessita! di un care network e! variabile e
puo! andare da pochi nodi ad alcune decine
Riferimenti
• S. Consolvo, P. Roessler, B. Shelton, A.
LaMarca, and B. Schilit Technology for
Care Networks of Elders IEEE
Pervasive Computing vol.3 n.2 (2004)
Giallo: persone che hanno fatto cambiamenti drastici per curare
l’anziano
Verde: persone che contribuiscono significativamente alla cura
dell’anziano
Rosa: persone che sono marginalmente coinvolte con la cura
dell’anziano
Simbad
• Sistema del monitoraggio delle cadute
basato su telecamere fisse e su un
sistema di analisi delle immagini
• Il sistema rileva anche i periodi di
inattivita! troppo prolungati
Riferimenti
• A. Sixsmith and N. Johnson A Smart
Sensor to Detect the Falls of the
Elderly IEEE Pervasive Computing vol.3
n.2 (2004)
Obiettivi
Progetto DIT itc-IRST ITEA
• Le cadute hanno un incidenza di oltre il
30% nelle persone con piu! di 65 anni
• Con tecnologia appropriata si puo!
lasciare la persona anziana vivere nella
propria abitazione e controllare la sua
salute remotamente
• Abbiamo sviluppato un sistema di
rilevamento di cadute basato su sensori
indossabili e telecamere
Obiettivi tecnologici
• Creare un sistema aperto, scalabile, eterogeneo
e installabile in qualsiasi ambiente domestico
con poco sforzo
– Aperto: basato su standard
– Scalabile: possibilita! di aggiungere e togliere in
qualsiasi momento sensori, attuatori, elaboratori
– Eterogeneo: che funzioni con qualsiasi tipo di
dispositivo indipendentemente da chi l!ha costruito,
venduto e programmato
– Istallabile ovunque: indipendenza dall!abitazione in cui
si istalla e con basso sforzo di adattazione della casa
(stesura di cavi, adattamento architettonico, ecc.)
Riferimenti
•
M. Aiello, M. Zanoni, and A. Zolet, Exploring Web-Service
Notification: Building a scalable domotic infrastructure. (April
2005)
DrDobbs Journal: Software Tools for the Professional Developer.
•
M. Aiello, M. Marchese, P. Busetta, and G. Calabrese Opening
the Home: a Web Service Approach to Domotics. (2005)
In N. Guimaraes and P. Isaias (eds). Applied Computing 2005, IADIS.
•
P. Leoni Un architettura domotica basata su Web-Service.
(2003)
Tesi di Laurea Triennale in Informatica, Univ. di Trento, relatore M. Aiello.
Vincitrice del premio ANIE-Confindustria per la miglior tesi in domotica Concorso
HOMEVOLUTION !ANIE 1° Edizione Premio Tesi di Laurea sulla realtà della
domotica e sulle prospettive di crescita del mercato della "Casa Evoluta"Sezione
TecnicaEdizione