Naukowcy z Politechniki Gdańskiej opracowali sensory monitorujące pracę serca, umieszczone w sprzętach codziennego użytku: w krześle oraz wannie. Analizą danych z czujników zajmuje się sztuczna inteligencja
Prace nad czujnikami trwają od niemal 10 lat, a w tym roku będą testowane w międzynarodowym programie Ella4Life – systemie asystentów wspomagających osoby starsze w codziennym życiu.
Sensory mogą być umieszczone bezpośrednio w krześle lub wannie, albo w nakładanej na nie macie.
– Zależy nam, aby dla osób starszych, które są np. zagrożone udarami lub powikłaniami związanymi z udarami w sposób mało inwazyjny i mało angażujący rejestrować sygnał EKG a pośrednio też aktywność tej osoby – wyjaśnia dr hab. inż. Mariusz Kaczmarek, prof. uczelni z Katedry Inżynierii Biomedycznej Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki PG, kierownik projektu.
– Według analiz osoby starsze spędzają w fotelach nawet osiem godzin dziennie, szczególnie przed telewizorem. Wpadliśmy na pomysł, aby mierzyć sygnał EKG w sposób bezkontaktowy, gdzie nie trzeba naklejać elektrod na powierzchnię ciała – dodaje prof. Kaczmarek.
Tak powstał pomysł na matę i krzesło, wyposażone w specjalne elektrody pomiarowe. Usytuowanie elektrod wynika z naturalnych odruchów człowieka, czyli jest tam, gdzie najczęściej, np. podczas oglądania TV lub drzemki dociskamy plecy do oparcia. – Chodzi o to, aby osoba starsza nie musiała pamiętać o badaniu – zauważa prof. Kaczmarek.
Algorytmy sztucznej inteligencji z masy sygnałów wyodrębniają fragmenty o dobrej jakości i porównują z wzorcami
W podobny sposób jak maty na krzesła, eksperci z Politechniki Gdańskiej opracowali system mierzenia EKG w wannie za pomocą bądź to wbudowanych elektrod w samą wannę, bądź maty, którą wkłada się do wody. Naukowcy wykorzystali też między innymi czujnik poziomu wody. Dzięki niemu można automatycznie sterować poziomem napełniana wanny.
Jest też czujnik temperatury, którego celem jest ochrona przed poparzeniem lub wychłodzeniem osoby kąpiącej się. Pracownicy ośrodków pomocy społecznej sygnalizowali naukowcom, że często zdarza się, iż seniorzy nie są w stanie wyjść z wanny i pozostają w niej przez całą noc. Są wprawdzie przytomni ale wyziębieni.
Dlatego czujniki mierzą nie tylko EKG, ale też wykrywają kiedy ktoś wejdzie do wanny. –Trzy elektrody rozstawione w różnych miejscach pozwalają również ocenić, w jakiej pozycji znajduje się człowiek w wannie – dodaje prof. Kaczmarek. Jeśli kąpiący się, na przykład leży zbyt długo nieruchomo, system wysyła alert do pracowników domu opieki, rodziny lub sąsiada. Za analizę danych odpowiada sztuczna inteligencja.
– Algorytmy sztucznej inteligencji z masy sygnałów wyodrębniają fragmenty o dobrej jakości i porównują z wzorcami. Badają seniora pod kątem częstoskurczy, nadpobudzeń serca, aż do momentu, gdy akcja serca np. zaczyna ustawać. Dzięki pogłębionej analizie jesteśmy w stanie zniwelować zniekształcenia i zakłócenia sygnału – tłumaczy prof. Kaczmarek.
E-krzesło i e-wanna mają być elementem międzynarodowego systemu wsparcia osób starszych za pomocą wirtualnych asystentów. W międzynarodowym projekcie badawczym Ella4Life Twój Wirtualny Osobisty Asystent w domu i w podróży oprócz Politechniki Gdańskiej uczestniczy osiem instytucji z Polski, Holandii, Szwajcarii i Rumunii. Prawdopodobnie krzesło będzie przetestowane w czterech krajach, mata do wanny prawdopodobnie tylko w Rumunii i w Polsce.
– Ella4Life jest wirtualnym asystentem, który wspiera każdego, kto mógłby skorzystać z pomocy, zwłaszcza osoby starsze, samotnie mieszkające, takie, które potrafią jednak obsługiwać smartfon i są mobilne – wylicza dr hab. inż. Mariusz Kaczmarek.
W ramach programu testowane są także wirtualne asystentki Emma i Anna, które mają pomóc seniorom samodzielnie funkcjonować. Asystentki są instalowane na tablecie lub smartfonie i mają za zadanie zachęcać osoby starsze do zdrowego stylu życia.