Monitorare le attività quotidiane per la vita indipendente degli anziani
Usare sensori per garantire la sicurezza delle persone anziane che vivono da sole.
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Indice
- Il Ruolo dei Sensori
- Attività della vita quotidiana (ADL)
- Tecnologia Attuale
- Studio sugli Utenti
- Importanza dei Dati di Addestramento
- Analisi dei Dati dei Sensori
- Sfide nell'Interpretaizone dei Dati
- Necessità di Automazione
- Esperienza degli Utenti e Feedback
- Attività Selezionate per il Monitoraggio
- Configurazione della Tecnologia
- Raccolta Dati
- Utilizzo dell'Estrazione di Regole di Associazione
- Conclusione e Direzioni Future
- Fonte originale
- Link di riferimento
Con l'avanzare dell'età, molte persone preferiscono vivere in modo indipendente a casa. Tuttavia, questa indipendenza può esporli a rischi, soprattutto se hanno difficoltà a completare le attività quotidiane. I ricercatori hanno lavorato su modi per monitorare queste attività quotidiane, in particolare per gli anziani, per garantire la loro sicurezza e benessere. Un approccio è stato l'uso di sensori domestici che possono rilevare automaticamente le attività quotidiane.
Il Ruolo dei Sensori
Negli ultimi anni, l'uso dei sensori nelle case è aumentato notevolmente. Questi sensori possono tenere traccia di varie attività senza essere invasivi. Installando sensori nelle case, i caregiver o i familiari possono monitorare se una persona anziana sta bene. Ad esempio, i sensori potrebbero rilevare quando il bollitore è acceso, indicando che qualcuno sta preparando una bevanda calda.
L'obiettivo principale è garantire che la persona stia svolgendo routine quotidiane come mangiare, pulire o socializzare. Se i sensori notano che qualcuno apre il frigorifero e poi l'armadio, potrebbe suggerire che sta preparando un pasto.
Attività della vita quotidiana (ADL)
Le ADL si riferiscono alle attività di base che la maggior parte delle persone svolge quotidianamente. Includono compiti come mangiare, vestirsi, fare il bagno e muoversi. È fondamentale monitorare queste attività perché se qualcuno non riesce a completarle, potrebbe indicare che ha bisogno di assistenza o affronta potenziali problemi di salute.
Monitorare le ADL aiuta i caregiver e i familiari a identificare se qualcuno sta lottando con la propria vita quotidiana. Ad esempio, se qualcuno ha problemi a vestirsi, potrebbe aver bisogno di ulteriore aiuto o di una revisione della sua situazione abitativa.
Tecnologia Attuale
La tecnologia attuale combina sensori con analisi dei dati per monitorare queste attività quotidiane senza essere invasiva. Utilizzando una tecnologia chiamata Internet of Things (IoT), diversi dispositivi in casa possono comunicare tra loro per tracciare efficacemente le attività.
Questa tecnologia non richiede che i partecipanti indossino sensori, ma continua a monitorare i comportamenti attraverso dispositivi posizionati nelle loro case. Una configurazione tipica può includere sensori di movimento, sensori di contatto per le porte e prese intelligenti per misurare l'uso di dispositivi elettrici.
Studio sugli Utenti
Per determinare quanto bene funzioni questa tecnologia, i ricercatori hanno condotto uno studio con anziani che vivevano in modo indipendente a casa. Hanno installato circa 20 sensori nelle case dei partecipanti e monitorato le loro attività per un periodo prolungato.
I ricercatori hanno anche organizzato incontri con i partecipanti per spiegare come funzionava la tecnologia. Hanno raccolto feedback per valutare l'accuratezza delle attività rilevate. I partecipanti hanno fornito feedback su se i sensori identificavano correttamente le loro azioni.
Importanza dei Dati di Addestramento
Affinché i sensori identifichino correttamente le attività quotidiane, i ricercatori avevano bisogno di dati di addestramento. Questi dati sono fondamentali perché aiutano a creare schemi e regole che il sistema può utilizzare per identificare le attività in futuro.
Durante lo studio, i ricercatori hanno raccolto informazioni basate sul feedback dei partecipanti durante i briefing. Questi dati di addestramento consentono anche al sistema di migliorare nel tempo. Più dati raccoglie, meglio diventa nel riconoscere i modelli di attività.
Analisi dei Dati dei Sensori
Dopo aver raccolto dati sufficienti, i ricercatori li hanno analizzati utilizzando un metodo chiamato estrazione di regole di associazione. Questa tecnica aiuta a trovare relazioni nei dati, come quali attivazioni dei sensori si verificano tipicamente insieme quando una persona completa attività specifiche.
Ad esempio, se la luce della cucina si accende e si usa il bollitore, il sistema può determinare che la persona sta probabilmente preparando il tè. L'idea è di utilizzare queste combinazioni come un modo per dedurre attività di livello superiore basate su semplici letture dei sensori.
Sfide nell'Interpretaizone dei Dati
Sebbene la tecnologia mostri promesse, interpretare i dati grezzi dei sensori può essere complicato. Un osservatore deve cercare schemi nei dati per comprendere le attività di livello superiore svolte. Ad esempio, se il sensore della porta d'ingresso si attiva, non significa necessariamente che l'occupante sia uscito di casa. Potrebbe indicare che qualcuno ha bussato alla porta o ha consegnato un pacco.
La sfida sta nel distinguere le informazioni significative dal rumore nei dati. A volte, più sensori possono attivarsi senza alcuna connessione chiara alle attività quotidiane, portando a confusione.
Necessità di Automazione
L'interpretazione manuale dei dati dei sensori può essere un peso per i caregiver. Idealmente, il sistema dovrebbe gestire tutto automaticamente. Raffinando i metodi per rilevare le attività attraverso l'analisi dei dati, i ricercatori mirano a ridurre il carico di lavoro sui caregiver.
Questa automazione potrebbe portare a interventi più tempestivi quando qualcuno mostra segni di difficoltà con le attività. Ad esempio, se i sensori indicano una mancanza di attività per alcuni giorni, i familiari potrebbero essere avvisati.
Esperienza degli Utenti e Feedback
Durante lo studio, i ricercatori hanno dato priorità a ridurre il contatto fisico con i partecipanti, specialmente durante la pandemia di COVID-19. La maggior parte delle interazioni è avvenuta tramite videochiamate. I partecipanti hanno fornito feedback sulla loro esperienza utente e sulla fruibilità del sistema.
Il feedback ricevuto è stato essenziale per migliorare la tecnologia e assicurarsi che rispondesse alle esigenze dei partecipanti. Comprendere il loro punto di vista ha aiutato i ricercatori a perfezionare il sistema, rendendolo più user-friendly ed efficace.
Attività Selezionate per il Monitoraggio
Durante lo studio, i ricercatori si sono concentrati sul monitoraggio di quattro specifiche ADL, scelte per la loro importanza nella vita quotidiana. Queste attività sono state selezionate in base alle caratteristiche dei partecipanti e alla fattibilità di utilizzare i sensori per rilevarle con precisione.
Le attività selezionate includevano vestirsi, mangiare/bere, fare il bagno e uscire di casa. Date le limitazioni dei sensori, i ricercatori miravano a bilanciare il numero di attività con la capacità di monitorarle in modo efficace.
Configurazione della Tecnologia
Per garantire il successo dell'implementazione della tecnologia, i ricercatori hanno condotto valutazioni della configurazione domestica. Hanno incontrato i partecipanti per discutere della disposizione della loro casa e della loro routine, il che ha aiutato a determinare il posizionamento ottimale dei sensori.
Le visite di installazione sono state condotte seguendo rigorosi protocolli di salute. Ricercatori e tecnici hanno garantito che tutto fosse impostato correttamente rispettando le misure di sicurezza.
Raccolta Dati
I dati raccolti dai sensori sono stati elaborati nel corso di diverse settimane per stabilire schemi di comportamento quotidiano. Queste informazioni sono state quindi utilizzate per creare regole per il rilevamento delle ADL. I ricercatori hanno addestrato il sistema a riconoscere attività specifiche basate sulle letture dei sensori e sul feedback raccolto.
Utilizzo dell'Estrazione di Regole di Associazione
Il team ha applicato l'estrazione di regole di associazione per analizzare i dati dei sensori. Questo approccio consente di scoprire schemi e associazioni tra le varie attività rilevate. Ad esempio, l'estrazione di regole potrebbe mostrare che quando la luce della cucina e i sensori di movimento interagiscono, spesso indica che si sta preparando un pasto.
I ricercatori hanno stabilito una serie di regole derivate dai dati per migliorare la capacità del sistema di riconoscere automaticamente le attività. Queste regole aiutano a prevedere le attività future basate su osservazioni passate.
Conclusione e Direzioni Future
Il lavoro condotto evidenzia i promettenti progressi nell'uso della tecnologia per monitorare le attività quotidiane tra gli anziani che vivono a casa. Sfruttando i dati dei sensori e analizzandoli tramite metodi sofisticati, i caregiver e i familiari possono ottenere informazioni su come sta gestendo le attività quotidiane un individuo.
La capacità di automatizzare il rilevamento delle ADL contribuirà probabilmente a un migliore supporto per la vita indipendente degli anziani. Gli sforzi futuri si concentreranno sull'espansione del numero di attività monitorate e sul perfezionamento dell'accuratezza del sistema.
Inoltre, raccogliere più feedback dagli utenti può aiutare a migliorare continuamente la tecnologia. L'obiettivo è creare un sistema affidabile che non solo tracci le attività, ma migliori anche la qualità della vita degli anziani, permettendo loro di vivere in modo indipendente mentre ricevono il supporto necessario.
Titolo: Automatically detecting activities of daily living from in-home sensors as indicators of routine behaviour in an older population
Estratto: Objective: The NEX project has developed an integrated Internet of Things (IoT) system coupled with data analytics to offer unobtrusive health and wellness monitoring supporting older adults living independently at home. Monitoring {currently} involves visualising a set of automatically detected activities of daily living (ADLs) for each participant. The detection of ADLs is achieved {} to allow the incorporation of additional participants whose ADLs are detected without re-training the system. Methods: Following an extensive User Needs and Requirements study involving 426 participants, a pilot trial and a friendly trial of the deployment, an Action Research Cycle (ARC) trial was completed. This involved 23 participants over a 10-week period each with c.20 IoT sensors in their homes. During the ARC trial, participants each took part in two data-informed briefings which presented visualisations of their own in-home activities. The briefings also gathered training data on the accuracy of detected activities. Association rule mining was then used on the combination of data from sensors and participant feedback to improve the automatic detection of ADLs. Results: Association rule mining was used to detect a range of ADLs for each participant independently of others and was then used to detect ADLs across participants using a single set of rules {for each ADL}. This allows additional participants to be added without the necessity of them providing training data. Conclusions: Additional participants can be added to the NEX system without the necessity to re-train the system for automatic detection of the set of their activities of daily living.
Autori: Claire M. Timon, Pamela Hussey, Hyowon Lee, Catriona Murphy, Harsh Vardan Rai, and Alan F. Smeaton
Ultimo aggiornamento: 2023-07-10 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2307.04563
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.04563
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
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