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Avanços no Reconhecimento de Atividades Humanas para Cuidado de Idosos

Melhorando o cuidado com os idosos através da tecnologia inteligente e reconhecimento de atividades humanas.

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Índice

O número de pessoas idosas tá aumentando rápido. Com a vida mais longa, muitos países, principalmente na Ásia, tão vendo crescer a população mais velha. Essa tendência mostra que a gente precisa de melhores maneiras de cuidar dessas pessoas, incluindo cuidados de longo prazo e assistência à saúde. A tecnologia, especialmente sistemas de casas inteligentes, pode ter um papel grande em melhorar a vida dos idosos. Um ponto importante é reconhecer a atividade humana, que ajuda a monitorar a saúde e melhora a qualidade de vida.

Reconhecimento de Atividades Humanas

Reconhecimento de atividades humanas é o processo de identificar atividades específicas que uma pessoa tá fazendo. Isso pode envolver o uso de diferentes Sensores, como os que estão em smartphones ou dispositivos inteligentes em casa. Analisando os dados desses sensores, conseguimos reconhecer ações do dia a dia, como andar, sentar e dormir. Métodos tradicionais de reconhecimento de atividades focaram em ações básicas, mas comportamentos mais complexos também precisam de atenção pra entender o padrão geral de atividade de uma pessoa.

A Importância do Reconhecimento de Atividades

Entender as atividades diárias de uma pessoa é crucial pra criar planos de saúde personalizados, especialmente pra idosos. Reconhecer quando alguém tá ativo ou inativo pode ajudar a detectar problemas de saúde cedo. Se alguém tá menos ativo do que o normal, isso pode indicar um problema que precisa ser resolvido. Além disso, saber os padrões diários pode ajudar cuidadores a monitorar o bem-estar de pessoas que moram sozinhas.

Desafios Atuais

Embora existam sensores que capturam dados sobre atividades básicas, reconhecer e analisar comportamentos complexos ainda é desafiador. Muitos sistemas existentes só focam em ações simples, deixando uma lacuna na compreensão de comportamentos mais sutis. A posição dos sensores, como smartphones nos bolsos, pode limitar o tipo de atividades que podem ser reconhecidas com precisão.

Proposta de Abordagem Híbrida

Uma solução proposta combina diferentes tipos de sensores pra melhorar o reconhecimento de atividades. Essa abordagem híbrida usa sensores de smartphones junto com outros sensores ambiente, como sensores de pressão e detectores de movimento. Usando várias fontes de dados, é possível reconhecer uma gama mais ampla de atividades além do básico, permitindo uma melhor análise do comportamento humano.

Processo de Coleta de Dados

A coleta de dados envolve várias etapas. Inicialmente, atividades básicas são reconhecidas usando conjuntos de dados existentes, como o conjunto de dados WISDM. Esse conjunto inclui informações de smartphones que rastreiam movimentos. Com o tempo, a abordagem é ampliada pra reconhecer atividades adicionais através de um Aplicativo móvel personalizado. O aplicativo coleta dados sobre várias atividades enquanto também coleta informações de sensores ambiente que rastreiam interações com o ambiente.

Implementação do Sistema

Na fase de implementação, um aplicativo Android é desenvolvido pra coletar dados de maneira simples. Os usuários podem especificar parâmetros básicos pra configurar o aplicativo antes de começar a coleta de dados. O aplicativo usa sensores em dispositivos móveis pra capturar informações sobre movimentos, enquanto os sensores ambiente registram dados contextuais. Essa combinação permite um conjunto de dados mais rico que pode ser analisado pra reconhecimento de atividades humanas.

Tipos de Atividades Reconhecidas

Com o sistema híbrido em funcionamento, várias atividades básicas e derivadas podem ser reconhecidas. Atividades básicas incluem ações simples como andar, sentar e dormir. Atividades derivadas criam um quadro mais detalhado combinando dados de diferentes sensores, permitindo o reconhecimento de comportamentos como assistir TV ou ir ao banheiro.

Perfil do Usuário

Uma vez que as atividades são reconhecidas, o perfil do usuário pode ser estabelecido. Esse perfil ajuda a identificar as rotinas diárias de um indivíduo e as variações ao longo do tempo. Por exemplo, rastrear quanto tempo alguém anda ou dorme pode dar uma ideia dos padrões de saúde. Mudanças nessas rotinas podem ser sinalizadas pra uma investigação mais profunda, permitindo medidas proativas de saúde.

Aplicações da Estrutura

Essa estrutura pode ser utilizada em várias situações, especialmente pra monitoramento de idosos. Por exemplo, o sistema pode alertar cuidadores se uma pessoa idosa não se moveu por muito tempo, indicando um possível problema. Também pode fornecer informações valiosas pros profissionais de saúde ajudarem a personalizar o cuidado com base em padrões de atividade reconhecidos.

Benefícios do Reconhecimento Avançado de Atividades

Implementar um sistema avançado de reconhecimento de atividades traz vários benefícios. Primeiro, oferece uma compreensão mais profunda de como os indivíduos se envolvem com suas vidas diárias, o que pode informar intervenções de saúde. Segundo, aumenta a segurança de pessoas idosas ao permitir monitoramento sem precisar que elas usem dispositivos adicionais. Por último, essa estrutura abre novas avenidas de pesquisa na compreensão do comportamento humano e na melhoria da qualidade de vida.

Pesquisa Relacionada

Vários estudos exploraram diferentes aspectos do reconhecimento de atividades humanas. Muitas soluções focaram na tecnologia de sensores e modelos de aprendizado de máquina pra alcançar melhor precisão no reconhecimento de atividades. A integração de métodos de aprendizado profundo mostrou promessa em melhorar as taxas de reconhecimento, levando a uma melhor compreensão e previsão dos padrões de atividade.

Limitações dos Sistemas Atuais

Apesar dos avanços, os sistemas atuais ainda enfrentam limitações. Muitos dispositivos podem não capturar com precisão todos os aspectos do movimento humano, especialmente ações sutis que ocorrem no ambiente doméstico. Além disso, reconhecer atividades em um ambiente natural versus um ambiente de laboratório controlado pode resultar em resultados diferentes, destacando a necessidade de refinamentos contínuos nesses sistemas.

Direções Futuras

Tem muito potencial pra pesquisa futura melhorar ainda mais o reconhecimento de atividades humanas. Expandindo a gama de atividades reconhecidas e aprimorando tecnologias de sensores, os pesquisadores podem fazer avanços na compreensão do comportamento humano em vários contextos. A colaboração com profissionais de saúde também pode ajudar a garantir que os sistemas sejam projetados levando em conta as necessidades dos usuários.

Conclusão

O reconhecimento de atividades humanas apresenta uma área de pesquisa empolgante com implicações significativas pro cuidado de idosos. Ao adotar uma abordagem híbrida que combina diferentes tecnologias de sensores, podemos obter insights valiosos sobre as rotinas diárias e comportamentos dos indivíduos. Esse conhecimento pode levar a monitoramento eficaz e cuidado personalizado, melhorando, em última análise, a vida de pessoas idosas. Pesquisas e desenvolvimentos contínuos nesse campo serão essenciais pra desbloquear todo o potencial da tecnologia em melhorar a qualidade de vida.

Fonte original

Título: Human Activity Behavioural Pattern Recognition in Smarthome with Long-hour Data Collection

Resumo: The research on human activity recognition has provided novel solutions to many applications like healthcare, sports, and user profiling. Considering the complex nature of human activities, it is still challenging even after effective and efficient sensors are available. The existing works on human activity recognition using smartphone sensors focus on recognizing basic human activities like sitting, sleeping, standing, stair up and down and running. However, more than these basic activities is needed to analyze human behavioural pattern. The proposed framework recognizes basic human activities using deep learning models. Also, ambient sensors like PIR, pressure sensors, and smartphone-based sensors like accelerometers and gyroscopes are combined to make it hybrid-sensor-based human activity recognition. The hybrid approach helped derive more activities than the basic ones, which also helped derive human activity patterns or user profiling. User profiling provides sufficient information to identify daily living activity patterns and predict whether any anomaly exists. The framework provides the base for applications such as elderly monitoring when they are alone at home. The GRU model's accuracy of 95\% is observed to recognize the basic activities. Finally, Human activity patterns over time are recognized based on the duration and frequency of the activities. It is observed that human activity pattern, like, morning walking duration, varies depending on the day of the week.

Autores: Ranjit Kolkar, Geetha V

Última atualização: 2023-07-09 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2306.13374

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.13374

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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