Reconeixement d'activitats de la vida diària en l'àmbit de les tecnologies assistencials

Abstract

This project has focused on the detection and recognition of activity within the field of assistive technologies. The main objective of the project was to design and implement a system for detecting the execution of daily activities by users with care needs. The following individual objectives were defined: Identifying the needs and requirements of all users involved. Developing data gathering system. Developing the data processing system. Validating qualitatively and quantitatively the developed system. As a result of the project a non-intrusive, easy to install and low cost system was developed. This system allowed analyzing user activity and tracking location at home. The system detects whether the user is resting, cooking, sleeping, dressing, eating, walking or doing other activities. This system is based on the use of a bracelet that captures accelerometer data and static nodes that forward this information to the coordinator node, where data is processed. The resulting system was validated in two stages. First of all, several demonstrations for formal caregivers were made and the system was installed for 4 weeks in the home of 4 users. Furthermore, a validation with volunteers was conducted in order to measure the performance of the developed algorithms. The results obtained (near 70% in recognition of activity and 94% in recognition location) showed the feasibility of the proposed system. The main conclusion of the project is that, despite having limited sensors and devices in order to keep the system usable and low cost, the activity recognition results obtained were promising. However, several improvements to the system are necessary. The main one is the migration to Bluetooth Low Energy, which would allow using a smartphone as gateway, enabling in this way the outdoors operation.

El presente proyecto se ha centrado en la detección y reconocimiento de actividad dentro del ámbito de las tecnologías asistivas. El objetivo principal del proyecto ha sido diseñar e implementar un sistema que sea capaz de detectar la ejecución de actividades cotidianas por parte de usuarios con necesidades asistenciales. Para lograr este objetivo global se han definido los siguientes objetivos parciales: Identificar las necesidades y requisitos de todos los tipos de usuarios involucrados. Desarrollar el sistema de captación de datos. Desarrollar el sistema de procesado. Validar cualitativa y cuantitativamente el sistema desarrollado. Como resultado del proyecto se ha desarrollado un sistema poco intrusivo, de fácil instalación y bajo coste, que permite analizar la actividad del usuario y hacer un seguimiento de su ubicación dentro de su vivienda. El sistema detecta si el usuario está descansando, cocinando, durmiendo, vistiéndose, comiendo, andando o realizando otras actividades. Este sistema está basado en el uso de un brazalete que captura datos de acelerometría y de unos nodos estáticos que capturan la información del brazalete y la retransmiten al nodo coordinador, desde donde se realiza todo el procesado. El sistema resultante ha sido validado en dos fases. Por un lado, se hicieron varias demostraciones para cuidadores formales y se instaló el sistema durante 4 semanas en la vivienda de 4 usuarios de servicios asistenciales. Por otro lado, se realizó una validación con voluntarios para medir la eficacia de los algoritmos. Los resultados logrados (alrededor del 70% en reconocimiento de actividad y el 94% en reconocimiento de ubicación) muestran la viabilidad del sistema propuesto. La principal conclusión del proyecto es que, a pesar de haber limitado el uso de sensores y dispositivos de forma que el sistema fuera usable y de bajo coste, el reconocimiento de actividad obtenido es prometedor. Aun así, hay que incluir mejoras en el sistema. La principal es la migración a Bluetooth Low Energy, que permitiría usar un teléfono inteligente como elemento de comunicación y haría posible que el sistema fuera operativo no sólo en la vivienda del usuario sino también cuando se encuentra fuera de ella.

El present projecte s’ha centrat en la detecció i reconeixement d’activitat dins de l’àmbit de les tecnologies assistencials. L’objectiu principal del projecte ha estat dissenyar e implementar un sistema que sigui capaç de reconèixer l’execució d’activitats quotidianes per part d’usuaris amb necessitat de serveis assistencials. Per assolir aquest objectiu global es van definir els següents objectius parcials: Identificar les necessitats i requisits de tots els tipus d’usuaris involucrats. Desenvolupar el sistema de captació de dades. Desenvolupar el sistema de processament. Validar qualitativament i quantitativament el sistema desenvolupat. Com a resultat del projecte s’ha desenvolupat un sistema poc intrusiu, fàcil de desplegar i de baix cost, que permet analitzar l’activitat de l’usuari i fer un seguiment de la seva ubicació dins del seu habitatge. El sistema detecta si l’usuari està descansant, cuinant, dormint, vestint-se, menjant, caminant o realitzant altres activitats. Aquest sistema està basat en l’ús d’un braçalet que captura dades d’accelerometria i d’uns nodes estàtics que capturen la informació del braçalet i la retransmeten al node coordinador, des d’on es realitza tot el processament. El sistema resultant ha estat validat en dues fases. D’una banda, es van fer diverses demostracions per a vetlladors formals i es va desplegar el sistema durant 4 setmanes a l’habitatge de 4 usuaris de serveis assistencials. D’altra banda, es va realitzar una validació amb voluntaris per mesurar l’eficàcia dels algorismes. Els resultats assolits (al voltant del 70% en reconeixement d’activitat i el 94% en reconeixement d’ubicació) mostren la viabilitat del sistema proposat. La principal conclusió del projecte és que tot i haver limitat l’ús de sensors i dispositius de manera que el sistema fos usable i de baix cost, el reconeixement d’activitat obtingut és prometedor. Tot i això, cal incloure millores al sistema. La principal és la migració a Bluetooth Low Energy, que permetria fer servir un telèfon intel·ligent com a element de comunicació i faria possible que el sistema fos operatiu no només a l’habitatge de l’usuari si no també quan surt fora.