Progetto Alzheimer Mantova
Finanziatore FONDAZIONE CARIVERONA
Project leader MAURIZIO CARISTIA
Triennio 2008-2010
Il progetto Alzheimer Mantova Metodologia Interventi sviluppati
Aree di Ricerca @ ARTS Lab:Advanced Robotics Technology and Systems Lab
Robotica Riabilitativa Robotica Bio-ispirata Bionica Robotica Umanoide Interfaccia Uomo-Macchina Robotica per l’Assistenza Gerontologia Ambient Assisted Living (AAL)
Progetto “Movement”
Sviluppo di un sistema per la mobilità avanzata modulare e versatile
Il centro del progetto è una piattaforma mobile (robotica) intelligente che può agganciarsi a dei moduli applicativi scelti dall’utente (per es. sedia, manipolatore, ICT Terminal)
Tulle le tre “dimensioni” della mobilità personale sono possibili:- Movimentazione di Persone - Movimentazione di Oggetti- Movimentazione di Informazioni
Progetto “Sorriso”
Sviluppo di un sistema innovativo per l’assistenza domiciliare e il monitoraggio da remoto di persone anziane
Il risultato è una “piattaforma demo” composta da:
Ambiente Domotico per l’acquisizione di parametri fisiologici e ambientali
Framework AmI che usa ubiquitous computing, comunicazione wireless and interfacce uomo macchina intelligenti
Sistemi di TV Digitale integrata con il Framework AmI, permette attraverso un Centro Servizi l’interazione del dottore o dell’assistente con il sistema di monitoraggio e assistenza
Monitoring and Domotic Devices
Communication Infrastructure Gateway
AAmmbbiieennttee DDoommoottiiccoo
File System
DSS
BUS: many to many communication
Framework AmI Subsistems (AmI Core)
Protocol Handler
Data Base
s
KDD System
GUI Realtime Monit.
Framework AmI
DTT Device
TV Programs
Contents Provider
Multiplexing
Network Operator
Modulation
BBrrooaaddccaasstt Service Centre
Service Centre Operator
Set Top Box MHP
TTVV
TTLLCC
nneettwwoorrkk dial-up, xDSL, GPRS, UMTS, Cable Modem
TTLLCC
nneettwwoorrkk dial-up, xDSL, GPRS, UMTS, Cable Modem
CHANNEL
Body PressureReader
Holter ECG
Bluetooth + batteries forHolter ECG
Accelerometer + Bluetooth +Batteries
Bluetooth + Batteries forBody PressureReader
Chest Belt for Holter ECG
Body PressureCuff
MONITORING DEVICES
Ambient Assisted Living “Ambient Assisted Living” (AAL) denota tutti i concetti, i prodotti e i servizi che collegano e
migliorano nuove tecnologie e sistemi sociali, allo scopo di aumentare la qualità della vita di tutte le persone in tutte le fasi della loro vita.
AAL può essere definita come “sistemi intelligenti di assistenza per una vita migliore e più sicura nell’ambiente domestico”.
Un programma europeo di finanziamento per programmi di ricecra e sviluppo di nuove tecnologie è già partito nell’ambito del FP7.
Domotic
Ambienti Intelligenti
Accesso ubiquitario
Conoscenza del contesto
IntelligenzaInterazioni
naturali
Ambient Intelligence
Accesso ubiquitario
In ogni momento, da ovunque e con qualsiasi dispositivo
L’utente è nomade: Dispositivi palmari indossabili Connessioni wireless
(senza fili) Interazioni implicite (computer
e connessioni scivolano in secondo piano, lasciando spazio alle interfacce ed ai sensori)
Conoscenza del contesto
Le informazioni raccolte servono a ricostruire la situazione di un’entità (persona, luogo, oggetto)
Il contesto cambia continuamente Dimensioni dell’awareness
(consapevolezza della casa): Localizzazione: il sistema può
adattarsi quando l’utente cambia posizione geografica, offrendo servizi diversi
Temporale: capacità di collocare e gestire gli eventi su una linea temporale
Personale: il sistema può adattarsi a bisogni e preferenze dell’utente
Altri aspetti relativi ai dispositivi o all’ambiente fisico
Ambient Intelligence
Intelligenza
Può adattarsi alle persone Apprende dal comportamento
dell’utente Prova a risolvere ambiguità Riflessione: il sistema modifica
se stesso attraverso: Ispezione Adattamento
Interazioni naturali
Linguaggi naturali: voce, gesti, etc. Facile individuazione ed utilizzo dei
servizi Facilità di apprendimento L’accessibilità deve essere garantita
per ogni tipo di utente
AAL: Lavoro in ARTS Lab
Sistemi di monitoraggio: Sensori pervasivi in ambiente domestico Tecnologie varie
Interfacce utente uomo-macchina: Commutatori Controllo remoto Comunicazione Intrattenimento Computer
Sistemi di attuazione Porte, Finestre Interruttori, prese Mobili, arredamento Mobilità
Tecnologie Wireless ZigBee Bluetooth
Modelli computazionali per elaborazione complessa di eventi
Event Stream Processing
Event Stream Processing (ESP – Elaborazione di flussi di eventi) è una tecnologia software che permette di monitorare flussi multipli di eventi, analizzare essi in termini di indicatori di efficienza e generare in tempo reale risposte agli eventi elaborati.
Progetto “Alzheimer” Mantova
Scopo: Favorire la permanenza domiciliare e facilitare l’assistenza
di persone affette da gravi forme di Demenza, come la sindrome di Alzheimer, grazie all’aiuto di sistemi domotici intelligenti
Partners: Fondazione Cariverona Comune di Mantova ASPeF, Mantova Fondazione Mazzali Provincia di Mantova Azienda Ospedaliera Mantova ASL Mantova ARTS Lab - Scuola Superiore S. Anna, Pisa
Approccio al Problema 1
Gruppo di lavoro
Operatoridomiciliari
IngegneriPsicologi
FisioterapistiEducatori
Clinici
Sinergia
Approccio al Problema 2
Fasi di Lavoro
Attività Luogo
1 Identificazione preliminare dei potenziali utenti ASPeF (MN)
2 Interviste con potenziali utenti e con i loro principali caregiver (stile di vita, abitudini e bisogni) e analisi delle peculiarità delle case dei pazienti
Patients’house (MN)
3 Per tutti i potenziali utenti, analisi degli interventi necessari ASPeF (MN)ARTS Lab (PI)
4 Identificazione degli utenti finali e delle soluzioni tecnologiche da adottare
ASPeF (MN)ARTS Lab (PI)
5 Progettazione e sviluppo di ausili domotici ARTS Lab (PI)
6 Sviluppo di un protocollo per la validazione degli interventi tecnologici (usabilità e soddisfazione d’uso)
ARTS Lab (PI)
Approccio al Problema 3
Fasi di Lavoro
Attività Luogo
7 Discussione sul protocollo di validazione con esempi concreti ASPeF (MN)
8* Discussione sugli interventi tecnologici ASPeF (MN)
9* Definizione di come installare i sistemi sviluppati nelle case dei pazienti
ASPeF (MN)
10* Installazione degli interventi tecnologici Patients’house (MN)
11* Validazione degli interventi tecnologici sviluppati e degli ausili secondo i protocolli
ASPeF (MN)ARTS Lab (PI)
12* Report e Pubbliazioni dei risultati ASPeF (MN)ARTS Lab (PI)
* Da concludere
Identificazione dei bisogni degli utenti (scheda)
Bisogni Scenari di Assistenza Ideali Funzioni Soluzioni Tecnologiche Punteggio basato su:
Priorità dei Bisogni Fattibilità degli interventi
Cognome e nome paziente Tizio Caio
Bisogno La paziente esce quotidianamente per partecipare alla Messa; è solita avvisare i familiari con una telefonata quando rientra acasa, ma capita che se ne dimentichi, e questo genera ansia nei familiari stessi.
Scenario In caso di uscita ed ingresso in casa della paziente, il caregiver(badante, parente o altro operatore) riceve sul proprio telefono cellulare un messaggio che comunica il fatto che la paziente sia uscita (o rientrata) e a che ora.
Funzioni Rilevamento dell’ingresso/uscita della paziente dall’appartamentoo Rilevamento del transito da parte della pazienteo Riconoscimento del verso di attraversamento (in/out)
Segnalazione dell’uscita (e dell’ingresso) della paziente al caregiver/alla badante attraverso messaggio di testo su telefono cellulare
Soluzione Nodo di acquisizione sensoriale ed elaborazione con: lettore RFID (Radio Frequency IDentifiers) in corrispondenza della porta di ingresso; oppure microcontrollore e interfaccia di comunicazione wireless su protocollo ZigBee
Transponder RFID indossabili (braccialetto, scarpe, altro da identificare) per l’identificazione della paziente in prossimità della porta oppure modulo ZigBee
Fotocellule per il riconoscimento del verso di transito attraverso la porta
Unità centrale di elaborazione degli eventi (PC con software dedicato) dotata di interfaccia GSM (o altri standard di telefonia cellulare) per l’invio di messaggi di testo.
Priorità 1 2 3 4 5
FunzioniFUNZIONE 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 TOT.
Uscita da Casa & Avviso X X X X X 5
Assunzione di Farmaci X X X X 4
Telefonare X 1
Agitazione Notturna X 1
Alzata dal Letto & Avviso X X X 3
Illuminazione Automatica X X X X 4
Supporti e Adattamenti della casa X X X X X 5
Controllo accesso ad armadi X X 2
Rilevazione Cadute & Avviso X X X 3
Stimolazione Multimediale Cognitiva X X X X 4
Controllo di Elettrovalvole a Gas e Acqua
X X 2
Localizzazione all’esterno X X 2
Comunicazione Multimediale X 1
Tipologia di Interventi
Già Presenti sul Mercato Progettati e Sviluppati all’ARTS Lab (R&D)
Identificazione dei prodotti Contatto con le aziende Preventivi Istallazione Tecnica
Progettazione hardware and software Produzione in laboratorio Produzione da terze parti Assemblaggio Sperimentazione preliminare
Interventi sull’Ambiente Domestico (soluzioni commercializzate)
Adattamenti Domestici Corrimano e supporti Strisce anti-scivolamento Adattamenti per la messa in sicurezza di finestre, balconi e terrazze
Ausili Domestici Sollevatori Sistemi per l’entrata nella vasca da bagno
Supporti per l’Assunzione di Farmaci Dispositivi automatici temporizzati
R&D Interventi
Sistemi di Monitoraggio e di Allerta Rilevazione dell’uscita da casa (EXIT) Rilevazione dell’alzata dal letto (BED) Rilevazione delle cadute (FALLS) Attivazione automatica delle luci in caso di abbandono del letto Sistema GSM per avvertire coloro che hanno in carico i pazienti tramite un SMS
inviato al loro cellulare Sistema wireless per la connessione sia della rilevazione dell’uscita da casa che
delle cadute al sistema GSM di allerta Sistema di allerta in ambiente domestico relativo alla rilevazione dell’alzata dal
letto
Localizzazione Esterna Sistemi di monitoraggio basati su GPS Localizzazione su mappe Web
Sistemi per la Sicurezza Sistemi per la sicurezza di armadietti ed elettrovalvole basati sul riconoscimento
delle impronte digitali
Ambiente domestico
Visione generale del sistema:
Assistenti
Cellulare, Palmare
Dispositivi
Riconoscitore impronte digitali
Dispenser medicinali
Telefono accesso facilitato
Software
Stimolazioni cognitive multimediali
Localizzazione su mappe web
Rete ZigBee
Unità Centrale Sistema
Elaborazione Eventi
Interfaccia Grafica
Sensori indossabili
Sensore poltrona
Sensore Letto
Modulo Micro GSM
Dispositivo segnalazione acustica
Introduzione alla Reti ZigBee 1
Termine ZigBee
Il termine “ZigBee” ha origine dal metodo di comunicare delle api quando trovano una fonte di cibo. La comunicazione tra nodi avviene in modo “zig-zag” tra di loro e possono condividere informazioni sulla locazione, distanza, direzione e e nuove fonti di cibo.
Interfaccia Grafica
Pannello di Gestione degli Eventi
Pannello con Mappa della Casa
Pannello di Attivazione
Processamento degli Eventi 1
Letto
Attiva Segnale Sonoro
“Non sul letto”
Unità Centrale
Se(Monitoraggio Letto Attivo)
No
Si
Postura
Invia SMS
“Fuori di casa”
Unità Centrale
Se(Monitoraggio Uscita Attivo)
No
Si
Rilevazione “Uscita da Casa” Rilevazione “Alzata dal Letto”
Processamento Eventi 2
Rilevazione caduteLetto
Invia SMS
“Posizione distesa”
Unità Centrale
Se(Posizione “In piedi”)
No
Si
Postura
Se(Non sul letto)
No
Se(Monitoraggio Cadute Attivo )
“Caduto”
No
Si
Ambiente domestico
Visione generale del sistema:
Assistenti
Cellulare, Palmare
Software
Stimolazioni cognitive multimediali
Localizzazione su mappe web
Rete ZigBee
Unità Centrale Sistema
Elaborazione Eventi
Interfaccia Grafica
Sensori indossabili
Sensore poltrona
Sensore Letto
Modulo Micro GSM
Dispositivo segnalazione acustica
Dispositivi
Riconoscitore impronte digitali
Dispenser medicinali
Telefono accesso facilitato
Dispositivi Domestici 1 Distributore Temporizzato
Farmaci
Telefono ad accesso facilitato
Dispositivi Domestici 2 Rilevatore di impronte
digitali per il controllo dell’apertura di armadietti
Rilevatore di impronte digitali per il controllo di elettrovalvole per acqua e gas
Ambiente domestico
Visione generale del sistema:
Assistenti
Cellulare, Palmare
Dispositivi
Riconoscitore impronte digitali
Dispenser medicinali
Telefono accesso facilitato
Software
Stimolazioni cognitive multimediali
Localizzazione su mappe web
Rete ZigBee
Unità Centrale Sistema
Elaborazione Eventi
Interfaccia Grafica
Sensori indossabili
Sensore poltrona
Sensore Letto
Modulo Micro GSM
Dispositivo segnalazione acustica
Stimolazione Multimediale Cognitiva
Video, Film Musica Album fotografici
Stimolazione automatica giornaliera Stimolazione controllata dall’utente
Il sistema ha bisogno di sensori per la valutazione della stimolazione
Sistemi Web per la Localizzazione dell’Utente
Richiesta tramite SMS delle coordinate geografiche
Identificazione della posizione dal sito web GoogleMaps
Ambiente domestico
Visione generale del sistema:
Assistente
Cellulare, Palmare
Home Device
Riconoscitore impronte digitali
Dispenser medicinali
Telefono accesso facilitato
Software
Stimolazioni cognitive multimediali
Localizzazione su mappe web
Rete ZigBee
Unità Centrale Sistema
Elaborazione Eventi
Interfaccia Grafica
Sensori indossabili
Sensore poltrona
Sensore Letto
Modulo Micro GSM
Dispositivo segnalazione acustica
Cellulare, Palmare
Palmare HTC
Sistemi di sorveglianza per RSA
Monitoraggio letto pazienti
Altro numero di pazienti
Messa in sicurezza e riduzione rischi
Riduzione costi
Sperimentazione e Validazione di ausili tecnologici per il sostegno di soggetti affetti da demenza Alzheimer Mantova
Sperimentazione del Sistema per la nutrizione
• Validazione del prototipo confrontato con dispositivi commerciali
• Valutazione dei parametri funzionali e tecnici per la progettazione del II Prototipo
Per la sperimentazione abbiamo sviluppato uno specifico protocollo:
Valutazione delle capacità dell’utente e della sua predisposizione alle tecnologie e, in particolare, agli ausili
Misurazione dei parametri “oggettivi” dei robot (Usabilità: efficacia ed efficienza)
Valutazione dell’interazione utente/ausilio
Questionario di valutazione dell’accettabilità dell’utente nei confronti dei robot;
Handy 1
Neater Eater
Obiettivi della Sperimentazione
Obiettivi generale Valutare il miglioramento della qualità di
vita del paziente affetto da demenza e del caregiver (in relazione al suo carico assistenziale), nell’ottica di favorire e prolungare la permanenza del paziente a casa propria grazie all’adozione di puntuali soluzioni tecnologiche a supporto dell’autonomia e della sicurezza del paziente
Obiettivo specifico Valutare le tipologie di soluzioni
tecnologiche identificate attraverso fasi di sperimentazione in contesti di vita reale, con il fine di stabilire il grado di accettabilità (adeguatezza) delle soluzioni in funzione del profilo utente
Profilo Utente
Il profilo dell’individuo che a vario titolo interagisce e/o utilizza la soluzione tecnologica individuata
Il profilo utente è costituito dalle seguenti classi di attori:
il paziente affetto da demenza il caregiver o assistente personale l’operatore, perché può facilitare l’inserimento della
soluzione tecnologica nel contesto di vita domestica
Obiettivo finale della sperimentazione
Dispositivo Utente tipo
Profilo Caregiver
Precauzioni d’uso
Controindicazioni
Il risultato finale della sperimentazione è la costruzione di una griglia di identificazione di dispositivi e sistemi tecnologici. La classificazione terrà conto del profilo utente, del profilo dei suoi assistenti e permetterà agli operatori delle strutture di individuare i sistemi tecnologici in base ai bisogni espressi dall’utente e dai suoi assistenti.
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