在这个问题上
春天桥上技术老化
2019年3月15日 体积 49 问题 1
随着可同时促进生活的独立性和质量技术的出现,这个问题的主题是极具吸引力和相关性。该文章中探讨各种话题的方面:社交机器人的好处了物联网的应用,不断变化的交通需求,利用“小数据”,以增进了解和治疗与年龄相关的条件,系统方法辅助技术,并帮助规划框架老化的不测事件。

与物联网老化

周五,2019年3月15日

作者: 查尔斯CONSEL和Jeffrey一个。凯

物联网(IOT)互联网提供的新功能主机,用于检测这两种环境中(例如,通过运动活动传感器)和INDI-viduals(例如,通过可穿戴式智能手表)和用于分析所感测到的数据使他们通过行动依据用户通知(例如,通过智能-speaker)并且经由致动器应用(例如,通过光开关)。无线功能有助于在生活的各个方面和各年龄组的部署和使用这些设备的。

本文探讨了物联网,以弥补年龄的潜力 - 通过帮助老年人实现和保持健康和独立性相关的变化。我们简要解释了物联网及其相关老化,然后说明用虚构的80岁的其适用性。 ,尽管许多技术能支持这种FIC-周志武方案中,有以物联网广泛的潜力的实现挑战。然后,我们审查集中在这些特别在ESTA障碍的老年人,尤其是考虑到各方面的技术接受的挑战,缩小与建议措施来实现视觉物联网之前。

介绍

物联网是提供感测和相关的环境或用户操作功能的设备的网络;可以在设备有一定的计算和存储能力,以处理感测的数据(例如,室温,用户运动);他们需要的网络和能力来接收和发送数据(CONSEL和卡巴č 2017年)。的进步使它们以往更高级别的提供功能(bahga和madisetti 2014),这使得它们经由网络或移动设备容易使用的。另外,它们可以由用户进行配置(例如,设置一个阈值用于室温,身体不活动的持续时间),并发送通知(例如,警报,文本消息,推送通知)当检测到某些情况。健康,娱乐,家居,交通,通讯,以及更多:潜在影响的大小由IOT,涵盖人们生活的各个方面的普遍性说明。

为什么物联网是利益或价值老化?答案就在老龄化的主要挑战之一:趋势走向的功能丧失和独立性的潜在损失。其中在美国成年人在65岁以上,例如,需要援助的近一半常规的日常活动和超过20%的有轻度认知障碍或-dementia。作为大婴儿潮人口的老龄化,这些数字将大幅增长在未来十年。

这些趋势产生重大影响的社会家庭护理是支持那些需要援助的主要来源,尚无此支持将下降随着人口结构转变的趋势朝着老年人口年轻的人的数量。因此,维持福利和独立性具有高优先级策略老化。

老化IOT支持:一个说明性场景

来说明物联网如何支持老龄化,我们提出了一个方案,其中包含一个虚构的WHO聚集参与者的特性文件在辅助技术的研究。该帐户是帧讨论的理想化。 ,尽管该方案完全基于现有的技术,还有许多研究工作要做,这是有可能的大部分内容,我们描述可能只是所采用的部分。

先生。杜波依斯80岁,在一个小镇的公寓独自一人住。他的女儿,伊维特,不经常访问因为它是从她的居住地有5小时的车程。她用几乎每天都打电话去检查她的父亲,这是不令人满意的其中一方。针对这种情况,先生。 Dubois的订阅应用程序用于从已经部署的设备(例如,路由器,无线-speakers)监测他的活动,利用WiFi信号。我配置的应用与选择事件,以帮助一致认为,伊薇特跟踪他。现在她可以看到她在她的智能手机父亲节正在上演。

纵向分析模块他状态指示的功能。数据显示在日常工作,体力活动水平,服药,睡眠模式和步态偏差。先生。杜波依斯允许ESTA评估,以传达给他的医生,医疗相关的测量增强补自我报告的这些信息,提供医疗预约有益的见解。

先生。杜波依斯是舒适的使用电脑和智能手机,只要用途涉及ESTA应用程序有已与家人,主要是电子邮件,天气,日历,和喜爱的在线游戏。他缺乏of've确认动力采用新的应用和新版本的抱怨强烈关于他一贯的,他们的用户界面是不断变化的应用程序。

例如,我曾用他的计算机上,直到伊薇特,她的访问一个照片应用程序停止过程中,他展示了如何使用新的语音控制界面。语音识别模块允许先生。他杜波依斯执行感兴趣的任务,让语音命令的内置他的电脑或智能扬声器范围内的麦克风(你有几种听音乐)。当新的照片是由他的家人和朋友贴我现在收到的音频通知电子邮件。我可以激活语音驱动的对话来进行照片中的应用任务:如任何已连接的屏幕上显示最近的照片,照片管理和发布他自己的。该应用程序适应的,以他的使用模式和优化了对话建议步骤的模块,以提高提高效率和他的用户体验。

,虽然先生。杜波依斯保持独立,近期未成年人的事件表明,我可以使用一些帮助。我和他的女儿决定认购一对夫妇服务的那个地址关注的情况。一个服务监视炉子确保至少有人存在于厨房定期当炉子上。如果炉子无人监护,音频警报发送到先生。通过扬声器杜波依斯的家。如果他没有及时响应警报,炉子自动关闭。涉及到另一个事务局局长。杜波依斯的金融交易。一个安全的在线交易服务监督不寻常的金融活动和标志,与他的许可,股ESTA信息与他的女儿。

最后,因为他最后的体检,先生。杜波依斯有一个每日目标自己在体力活动九月增加他。我获得了新的手表内置的行为跟踪和配置了它,他的医生用他的个人资料和适当的目标。该装置注意到各种可靠的测量(心脏速率,步骤,体温,GPS跟踪,步态),并将它们编译成可执行的信息,递送给先生。通过虚拟教练也通过语音接口和他在一起,允许交互他迅速成为使用该系统精通杜波依斯。先生。杜波依斯的活动进行记录和间和个体内连续两种分析评估与关于他的活动他的目标。虚拟教练是可以理解的,务实的先生。杜波依斯,及其复杂的分析是他的医师是有用的。

如在上面的方案中示出,IOT装置可提供老化的个体在他们的日常生活中的支持,刺激,辅助,和/或补偿,以解决与年龄有关的变化并在此过程都增强了用户的自决和减少护理人员的负担(杜佩等的。2016)。由于物联网和服务满足特定用户的需求和喜好,他们利用个人的动机。

物联网的潜力和挑战

倾向于转移创新有效的用户群体之中时,它充分利用了主流技术,以及丰富的潜在功能和物联网设备的普及使用户能够使用旧技术的主流,而不是专用的,昂贵的,诬蔑“高级”的设备。触摸屏平板,例如,应用程序级可提供的值的用户界面,并立即可用性老年人(例如,与大按钮和熟悉的符号的遥控器的显示器)。

连接和互操作

尽管用于连接的电势,大多数设备往往被狭隘地集中于特定的目的(例如,室温)或任务(活动跟踪),提供有限的互操作性。他们的潜力,但连接岬是由已经无孔不入的网络基础设施的支持。设备可以发送/跨区域固有的网络(例如,家庭,健康,安全)由于专用网关接收数据和交互;蓝牙,例如,用于可穿戴设备和娱乐这两种设备。

推动 - 装置,实现物联网可以全面的互操作性 服务 作为所产生的数据被组合和交叉检查,以提高分析的准确度和改进的提供援助。 ESTA实现这个目标,需要专业化的服务,从任务出发(例如,根据警报闲置计时器和活动传感器)和目标更高一级的活动(例如,检测个性化的日常单偏差)。

在物联网的创新趋势

IOT收集对于那些定制用户的需求和喜好,数据存储和通过智能手机越来越多地促进在线应用(应用程序)进行分析的应用程序和处理数据。那移动应用程序的计算提供了人口老龄化可以创建或修改引进机会设备使用了老用户的支持。主流设备(:如平板电脑)因此成为有关老年人。例如对于,活动跟踪腕带监测睡眠,心脏率,步数,以及各种活动的相关运动者原本打算物理支持运动:比如散步,跑步或骑自行车,但这些设备的一些厂商现在球队了与第三方公司提供基于用户数据的高级教练。

如果大小和供应商欣赏人口老龄化的需要,年龄,支持的应用程序可以提供反馈,并可以用来推荐的教练和体育锻炼或由专业人员适应活动。更先进的应用程序和设备可以监测的压力水平:如尺寸对于生理迹象和流动性对于步态和姿势的信息并帮助解决难题(凯等人于2012年):如跌倒风险和情绪障碍。

这样的应用程序必须是定制为每个用户和值得信赖的,他们提供的服务。此外,重要的是必须避免误报和他们不相干,或者更糟糕,错误建议用户。服务提供商必须专用这些捕捉数据相关的大量以确保他们的推理算法和建议是可行的,可靠的。

如可以预期,使得可用于分析用户数据(例如,通过开放供应商平台,以无党派的程序员和第三方)可能会提高安全和隐私问题。这可以通过让访问尽可能多的数据可能在冒着违反隐私的成本,并通过严格的气势和限制性规则保护了用户的数据,以阻止程序员的成本创造之间的应用促进创新的冲突。

物联网应用利用云的开发计算应覆盖所有构建创新应用,包括身份验证服务,存储和数据库设施,数据处理,机器学习,和语音识别所需要的功能。如图所示的移动平台,这种做法极大地提高了生产力软件。另外,云计算IOT应该通过向聚集体和交叉检查信息与其他设备提供支持实现互操作性。

在编程和计算平台的发展趋势启用应该支持老化跟上主流技术的创新。事实上,开发者可以为ESTA整合人口一应俱全,先进的构建模块,提供了丰富的功能应用,从而减少主流技术和那些专门致力于老年人之间的差距。

评测

有显著间隙标准化,例如在设备或技术高变异性(硬件和软件),并没有共同的本体或架构部署的系统和应用的分析算法的规范。为了确保系统真正的个体化,需要对可用性进行更多的研究跨越涉及多个利益相关者,从大龄单身家庭成员,临床医生和其他服务提供商。

移动应用程序将需要接受评估,以确保其可用性和有效性。评估程序应该是安全的应用程序或应健康更严格的目标,其中包括效力的证据为基础的分析。

当一个应用程序认识的十字线之间跟踪用户的整体福祉和确定具体的医疗问题可以具有挑战性,因为创新带来的功能和技术的使用不可预见的环境。越医学上定向的应用,评价的更高程度-needed,以确保安全性和可靠性ITS。这可能放缓的这种应用程序的开发和应用。

应用导航

最后一个问题,解决实际重要的是一个在线应用程序目录,变得越来越具有挑战性,因为它生长的导航。 ESTA导航可以通过基于从部署的应用程序和用户和他们的照顾合作伙伴的需求和偏好信息的推荐系统的协助。 ESTA推荐系统将此类结构域结合起来,作为医学,心理学,和人体工程学。

而利率从单一到下有所不同,一般在老年人越来越需要在 - 管理由于感觉下降(例如,听觉,视觉,触觉)和认知功能(例如,较慢的反应时间,处理速度其计算环境的援助,内存),影响到他们从他们的日常活动的应用程序中充分受益的能力。 ESTA需要应当产生新类型的专业服务人员的专业知识计算随着对老年人的支持(例如,用户培训,设备配置,维护辅助支持,并规定新的服务)。

因素影响技术验收

几乎任何设备可以是老年人的成人建议,只要是通过无缝且有意义的使用可以被识别,编程,和传播。例如,移动应用提供了多种方式,以帮助用户在执行任务或活性;每一个变化是在原则上有意义的和定制与共享特性和喜好的个人。 ESTA定制的有用性生活,有助于成功采用的几乎所有方面解决(杜佩等的。2016)。然而,技术的接受仍然是一个挑战。我们简要回顾普遍提及的有关技术问题接受(Czaja等,2009 ;.凯2017年)。

地址需求

被接受,一个新的技术必须满足用户的需求。正确的需求分析之前一定要任何技术部署CON涵道。它可以涉及多种方法,如问卷和任务分析。因为研究中感知的需求透露有分歧,应该在用户双方的目标和他们的照顾或生活伴侣(例如,金币2012,2008年野等)。与应用程序匹配的需求可以是具有挑战性,尤其是与一个目录时的应用过多必须被导航。应使用分类途径组应用老化根据尺寸:(Gillespie等的,2012),如健康状况(2005波拉克)和活动类型。

借力动机

确定需求,如果用户不主动使用的技术是不够的。最近的工作表明动机和技术接受之间的关系,在年轻人和老年人都(杜佩等人2016 ;. 2015年读等)。物联网可以促进它不是动机因为一个尺寸适合所有型号送达单片计算系统。相反,它应该支持的,可以帮助那些具体活动是有意义的用户,并针对他们的需求的应用程序丰富的在线目录的出现。 ESTA方法由homeassist平台独立生活所示(CONSEL等的。2017年)。这显示了其应用的领域研究粒度匹配用户的有意义的支持需求,激励他们使用的应用程序,并把他们从而提高他们的满意度和幸福感(杜佩等的。2016)。

促进包容性设计

应用程序可以设计和虐待定型或老用户偏向目标时,导致CHAL-lenges与年龄相关的感觉,运动和认知变化和效率,效能,可学习性方面表现较差的可用性,以及其他方面. 开发人员必须充分利用,一方面,以用户为中心的原则设计和经验,占老年人的特殊性(Czaja等的。,2009),并在另一方面,软件开发方法集成了人类有关的尺寸(CONSEL 2018 )。

降低成本

IOT获取设备支持老化可能是昂贵的。幸运的是,物联网促进调整和使用的主流设备和技术支持老化的,比那些老用户专门开发提供更实惠的产品。

确保隐私

物联网提出了重要的隐私问题,不仅因为它是普遍的,因为设备依靠数据更大量的关于用户的环境和用户本身的风险,可能是更为显着老年人随着年龄的增长和需求的监测和增加援助。 ESTA情况是由于越来越多的用户平台与第三方开发者共享数据,以提高他们的应用程序目录的进一步复杂化。所有这些因素使得隐私的IOT以支撑老龄化的一个重大挑战。

这是常见的阅读应用程序(例如,社交网络,卫生系统数据库)广泛使用的侵犯隐私行为。健康保险流通与1996年责任法案(HIPAA; DHHS 2003)保护健康信息的隐私,但不包括私人的在线应用。 2018年5月欧盟通过了一项法规的工作人员在适用于任何企业无论位置和服务区域的数据。整体数据保护条例(GDPR)保护欧盟的所有个人数据和隐私(EPC 2016),并进入业务流程的主要要求:设计“数据保护 并且默认“(强调)。因此需要工作人员的数据处理器进行设计和使用的原则和保障措施,以保护默认情况下使用最高的隐私设置的数据构建的。

什么是需要实现的愿景IOT

物联网可以把所需要的信息和服务融入日常生活的老年人。该设备的应用也越来越不可知应加强在由占他们的特定态度,信念和需求的人口老龄化的用户的兴趣与日俱增。最终的应用程序目录在线可能会创建覆盖所有年龄组的需求和喜好的服务的连续性。

在过去十年中,“高级智能公寓”和一些较大的,终端到终端系统的许多原型已经部署(例如,CONSEL等人2017年;.库克等人2013; ..凯等人2011),探讨其可行性和有效性。但在如医学,心理学和人的因素领域仍然其他一些研究。推荐研究是有价值的,但通过已小样本大小,短研究阶段,偏置设计和nondiverse种群的参与(Liu等人2016 ;.马达拉Marasinghe 2016)的限制。

技术部署障碍包括缺乏实用性的,不充分的研究专长,成本和缺乏疗效或有效性的证据。除了不断进行技术改进,现在缺少的是一个更大的生态系统研究,设计,开发,部署与批判中,以创建证据移动用户,以及各国政府,走向收养评估服务。

建议我们把下面的步骤来ESTA愿景付诸实践:

需要大量的研究进行实地研究,计算系统和协议评估这种支持对于老龄化三个维度:临床,符合人体工程学,和可接受性。

为解决独立生活的重大社会挑战,家里应该是重点的一个主要领域。基于物联网的平台真实世界的实验支持独立生活,如利用技术合作研究老化(车,www.carthome.org ;.凯等人2011),该中心在-Washington州立大学的自适应系统高级研究(房屋,casas.wsu.edu ;. Cook等人2013),和homeassist[1] (CONSEL等的。2017)-should鼓励,培养在ESTA研究领域合作的方式。

  • 公私合作伙伴关系和政府的支持,将需要创造竞争前开发的空间。
  • 到地址在线隐私漏洞开发应该把计算产业界和用户积极参与的规定,以尽量减少这种风险。可能是不同的隐私级别参团,根据用户数据的敏感性质。
  • 规模较大,如在其他研究领域看到本质利用大数据(例如,基因组学),被-needed打造证据可以在跨-communities的依据。
  • 如果模型来开发,使平台相比对于尺寸:如测量精度,支持老化和学习成本,为用户效益。
  • 研究小组研究老化物联网是否应基于支持协作,加快进度,使这个研究领域较为成熟,并制定更有效和可持续的办法。

确认

查尔斯CONSEL的工作是由行政法院区域,阿基坦支持,行政法院départemental吉伦特,团结的国民储蓄银行倒L'autonomie(CNSA),储蓄银行在科特迪瓦保证retraite等德拉桑特AU劳苦(CARSAT)联盟départementale德中心科特迪瓦行动SOCIALE communaux吉伦特省(udccas 33),该跟班德métiers和基金会倒拉RECHERCHE MEDICALE(FRM)。杰弗里·凯的工作由卫生部,国家研究所 - 国家研究所老龄化和支持,退伍军人事务部(u2cag054397)和老龄问题研究所(ag024978 P30,P30 ag008017,R01 ag042191)系。作者感谢她卡梅伦弗莱彻许多修改,从而显着提高了这篇文章。

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[1]  phoenix.inria.fr/research-projects/homeassist

关于作者:Charles Consel is a professor of computer science at Bordeaux Institute of Technology in Talence, France, and head of the Inria Phoenix research group. Jeffrey Kaye is Layton Professor of Neurology and Biomedical Engineering and director of the Oregon Center for Aging & Technology (ORCATECH), NIA-Layton Aging & Alzheimer’s Disease Center, Department of Neurology, and Department of Biomedical Engineering, Oregon Health & Science University, Portland.