ENTORNOS INTELIGENTES AL SERVICIO DEL AMBITO SOCIOSANITARIO

Vicente Traver SalcedoAngel Martínez Cavero

‘Home, sweet home’

Valencia, 22 de Mayo de 2012

ÍNDICE DE CONTENIDOS

Parte 0: Presentación

Parte I: Fundamentos teóricos

Parte II: Tecnologías AmI

Parte III: Living Lab

Parte IV: Ejemplos de sistemas AmI

Parte V: Conclusión

Recursos

PARTE 0: Presentación

QUIÉN TSB (ITACA – UPV)

• Desde 1997• Ciudad Politécnica de la Innovación• A día de hoy 30 personas• Diseñar y evaluar nuevos paradigmas para la utilización de

las TIC en el cuidado de la salud y en la atención social de personas con necesidades especiales

TSB Tecnologías S.A

• Desde 2008• Parque tecnológico de Valencia (Paterna)• A día de hoy 35 personas• Desarrollo de soluciones y productos para el sector socio-

sanitario

http://www.tsbtecnologias.es

http://www.tsb.upv.es

PARTE I: Fundamentos teóricos

PERSPECTIVA A día de hoy

• Importante evolución de los sistemas de telecomunicación (progreso)

• Elevadas capacidades para crear y manejar información• Mayor acceso a la información• Mayor facilidad para comunicarnos

Exclusión digital

• Carencia de infraestructuras tecnológicas desarrolladas (falta de medios económicos)

• Inaccesibilidad en colectivos menos favorecidos (ancianos, discapacitados y personas con ciertas dependencias)

• Desconocimiento tecnológico por parte de los usuarios (analfabetismo digital)

PERSPECTIVA A corto plazo

• Aumento de la esperanza de vida (envejecimiento de la población)

• En el año 2050 un 40 % de la población europea será mayor de 65 años (ONU, 2002)

• Relación directa entre el envejecimiento de las personas y la discapacidad

• La edad reduce la probabilidad de vivir en nuestra propia vivienda de manera independiente

• Los mayores utilizan muy poco las TIC

NECESIDADES ESPECIALES Necesidades de las personas mayores para mejorar su

calidad de vida

• Ayuda para recordar ciertas cosas• Salir de casa con frecuencia• Necesidad de comunicación con los demás• Minimizar aislamiento y sentimiento de soledad• Gestionar aspectos de su Salud (recordatorio de citas, ingesta

de medicinas, dosis necesarias, etc)• Mayor sentimiento de seguridad en su propio entorno• Ayuda en la realización de las actividades de la vida diaria• Estar al día al respecto de lo que pasa a su alrededor

DEFINICIONES Exclusión digital (brecha digital)

• Proceso social construido a partir de desigualdades• Produce marginación de individuos y grupos de personas• Ciertos grupos de personas no gozan de igualdad de

oportunidades para acceder a las TIC

Inclusión digital (eInclusion)

• Prevenir que personas con desventajas sociales sean dejadas atrás por el avance tecnológico (carencia de medios o falta de educación tecnológica)

• Mejorar la calidad de vida de las personas que viven en zonas geográficas desfavorecidas

• Fomentar la participación en los procesos sociales para mejorar la expresión individual y colectiva

DEFINICIONES

El término vida independiente no hace referencia a las capacidades funcionales, no significa “hacer todo sin ninguna ayuda humana externa”.

En términos generales se emplea para indicar que las personas con diversidad funcional (discapacidad) tienen control sobre sus vidas, pueden acceder a las mismas oportunidades y enfrentarse a las mismas elecciones en la vida diaria, de la misma manera que las personas sin diversidad funcional tienen estos hechos garantizados. Las personas funcionalmente diversas tienen derecho a pensar y hablar por sí mismas sin la interferencia de otros.

VIDA INDEPENDIENTE

DEFINICIONES Inteligencia Ambiental (Ambient Intelligence, AmI)

• Mark Weiser (1952 - 1999) y grupo ISTAG (Information Society Technologies Advisory Group)

• Evolución del concepto de computación ubicua• Mejora del uso de los ordenadores (masivamente distribuidos

por todo el espacio físico pero invisibles para las personas)• La tecnología desaparece (parte de la vida diaria)• Transparente para el usuario• Componente de movilidad (el usuario no es fijo)• Sistemas sostenibles (social, medioambiental y económicamente)

http://www.ubiq.com/hypertext/weiser/SciAmDraft3.html

DEFINICIONES Ámbitos de aplicación AmI

• Favorecer la creación de comunidades sociales

• Apoyo al cuidado médico y social

• Potenciar el papel del hogar digital en una sociedad conectada

• Servicios públicos y administración pública

• Medio ambiente

• Movilidad y transporte

• Sostenibilidad (eficiencia energética)

ENTORNO AMI- “Vas a escucharme, George. No quiero ver a mi hija confiada a una

máquina, por muy inteligente que sea. No tiene alma y nadie sabe lo que es capaz de pensar. Una chiquilla no está hecha para ser protegida por una cosa de metal.”

Yo, robot (página 25)Isaac Asimov

ENTORNO AMI

DEFINICIONES Ambient Assisted Living (AAL)

• Aplicación práctica del paradigma AmI• Prolongar el tiempo de vida en que las personas viven en su propio

hogar con suficiente calidad de vida• Mejora de su autonomía personal, su confianza y su

seguridad• Reduce los costes relativos al cuidado y la asistencia• Mejora de la calidad de vida de los cuidadores• AAL = AmI + Personas que no quieren ser dependientes

DEFINICIONES

DEFINICIONES

PARTE II: Tecnologías AmI

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Vertientes AmI

• Factores humanos (grupo ISTAG, 2001)• Factores tecnológicos (Mark Weiser, 1991)

o Espacios con capacidad de percepción y actuacióno Transparencia (la tecnología es un medio, no un fin)o Adaptabilidad al contextoo Movilidad total del usuario y continuidad del servicioo Aprendizaje y toma de decisioneso Acceso natural a la informacióno Acceso multimodal al sistemao No intrusividado Seguridad y control

EVOLUCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS Época I. Dispositivos automatizados (1970)

• Mecanismos de automatización industriales• Las acciones son la respuesta a un estímulo concreto• Limitado conjunto de dispositivos: actuadores, sensores y

reducidos automatismos

Época II. Primeros sistemas domóticos (1980)

• Evolución de los dispositivos industriales • Permiten automatizar procesos en una vivienda • Los sistemas permiten concatenar acciones (programación de

escenas)• La vivienda se puede controlar de forma remota• Aparecen los primeros sistemas distribuidos

EVOLUCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS Época III. Hogar digital (2000)

• Dispone de acceso a Internet de banda ancha • Multitud de estándares y sistemas domóticos diferentes• Pilares básicos: confort, seguridad, ocio, comunicaciones y

eficiencia energética• Evolución hacia comunidades digitales

Época IV. Inteligencia Ambiental (2010)

• El entorno se adapta a las necesidades del usuario• El sistema responde al usuario de forma transparente

o Wearable Computingo Pervasive Computingo Context Aware Computing

AMI NO ES DOMÓTICA Domótica

• Nace de los mecanismos de automatización industriales y se adapta a automatismos en el hogar

• Componentes: sensores, actuadores, bus de comunicaciones, unidades programables (centralizadas o distribuidas), interfaz de usuario e interfaz con sistemas externos (pasarelas)

• Las acciones son una respuesta a un estimulo concreto

AmI• Nace del mundo de la computación distribuida• Paradigma muy rico en experiencias de usuario• El AmI no es domótica avanzada (es un concepto más

amplio y social)• Utiliza técnicas de inteligencia artificial con el objetivo de

reaccionar de manera proactiva y aprender

CARACTERIZACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS Características deseables

• Escalable• Estándar (múltiples proveedores)• Interoperable (entre diferentes servicios)• Fácil de configurar y administrar• Fácil de instalar• Segura y fiable

SISTEMAS DOMÓTICOS X10

• Diseñada por Pico Electronics (Escocia)• Transmisión de datos por las líneas eléctricas de baja tensión

a muy baja velocidad• Aprovecha los pasos por cero de la señal de red para transmitir

datos• No requiere realizar obras para tender la red domótica• Pocas prestaciones• Reducido catálogo de dispositivos• Tecnología barata y facilidad de instalación (bricodomótica)• Apariencia estética poco cuidada

SISTEMAS DOMÓTICOS KNX

• Estándar mundial para la automatización de viviendas y oficinas

• Creación a partir de tres sistemas independientes: EIBA, Batibus y EHSA

• Disponible desde mayo del 2002 (primera especificación)• Requiere instalación de un bus dedicado (dos hilos)• Sistema distribuido• Sistema interoperable• Soporta diferentes configuraciones y redes de

comunicación• El estándar define varios medios de transmisión (PLC,

Ethernet, RF). No hay cota de mercado• Requiere de un software adicional para programar los

dispositivos (ETS3)• Asociación KNX: 175 miembros en 29 países• Amplio catálogo de dispositivos• Elevado precio

NFC

• Comunicación entre pares• Identificación única mediante RFID• NFC: RFID de corto alcance (contacto)• Dispositivo lector más etiquetas pasivas y/o activas• Transmisión bidireccional (activo – activo)• Dispositivos caros y poca aceptación comercial• Etiquetas distribuidas por el entorno• Contenido regrabable

TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICAS

Bluetooth

• Desarrolla por Ericsson• Tecnología inalámbrica de corto alcance (2,4 GHz)• Creación de redes ad-hoc y sustitución de cableado para

ciertos servicios• Bajo precio• Bajo consumo• Reducido tamaño de los dispositivos• Ampliamente aceptada• Las redes están compuestas por maestros y esclavos (en

función de quién haya iniciado la conexión)• Diferentes versiones (compatibilidad)

TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICAS

TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICAS ZigBee

• Basada en el estándar 802.15.4• Banda ISM para usos industriales, científicos y médicos (868

MHz en Europa y 2,4 GHz en todo el mundo)• Redes inalámbricas de área personal (WPAN)• Comunicaciones seguras con baja tasa de envío de datos• Maximización de la vida útil de sus baterías• Topología en malla• Fácil integración • Rango de alcance próximo a 100 metros• Futuro: domótica (ZigBee Home Automation Profile) y redes

WSN

PASARELA RESIDENCIAL Pasarela residencial

• Permite conectar el Hogar Digital con el mundo exterior• Único punto de acceso desde/hacia el Hogar• Debe aunar multitud de funcionalidades en función del servicio• OSGi

o Iniciativa para definir un estándar de desarrollo software (middleware) para pasarelas residenciales

o Estándar independiente del fabricante de dispositivoso Independiente de la plataforma (Java)o Abiertoo Fiable (24/7)o Posibilita interoperabilidad entre diferentes protocolos y

tecnologías

TECNOLOGÍAS ESTANDARIZADAS O PROPIETARIAS

PARTE III: Living Lab

QUÉ ES UN LIVING LAB“Living Labs represent a user-centric research methodology for sensing, prototyping, validating and refining complex solutions in multiple and evolving real life contexts” (William J. Mitchell, MIT)

“Living Labs are environments for innovation and development where users are exposed to new ICT solutions in (semi)realistic contexts, as part of medium- or long-term studies targeting evaluation of new ICT solutions and discovery of innovation opportunities” (Asbjørn Følstad, Norway)

QUÉ ES CIAMI

Perspectiva del usuario

• Evaluar y validar aplicaciones y servicios basados en el paradigma AmI (AAL en particular)

Perspectiva tecnológica

• Nuevos desarrollos tecnológicos que permitan explorar la potencialidad de nuevas tecnologías

OBJETIVOS DEL CIAMI Desarrollar aplicaciones tecnológicas que sean

innovadoras, sostenibles, asequibles y aceptables (por sus usuarios)

Promover la colaboración activa de organizaciones que representen a usuarios

Evaluar soluciones tecnológicas y pruebas de concepto desarrolladas por terceros

Preparar un producto previo a un lanzamiento comercial (fiabilidad, calidad, usabilidad, etc)

http://www.ciami.es

REQUISITOS DE HABITABILIDAD

Normativa: accesibilidad y reducción de barreras arquitectónicas (diseño para todos)

Libre circulación de una persona en silla de ruedas

La vivienda debe ser habitable

Sala de máquinas en habitación contigua

Living Lab con apariencia de casa real

REQUISITOS TECNOLÓGICOS

Desarrollo rápido de aplicaciones y servicios AmI

No cerrar la puerta a ninguna tecnología

Integración de proyectos existentes en el grupo TSB

Diversificación tecnológica

Tecnologías para posibilitar las experiencias de usuario

Prohibido quedarse obsoleto

FORMACIÓNLas personas mayores tienen problemas para realizar la lista de la compra. La ausencia de ciertos alimentos en su dieta puede provocar enfermedades a medio plazo.

Generar una herramienta que sirva de apoyo mediante la cual las personas mayores puedan realizar de una manera sencilla e intuitiva su lista de la compra

Tecnología NFC Teléfono móvil “grande” Etiquetas inteligentes Interfaces intuitivos

Elementos del sistema

Premio Fundación Vodafone España al

mejor PFC en nuevos servicios de Telecomunicación para la promoción de

la autonomía personal (2010)

FORMACIÓNLas personas mayores tienen muchas dificultades para estar informadas de los eventos de interés que suceden cerca de su domicilio (aislamiento social).

Desarrollar un sistema que permita proporcionar información y asistencia a las personas mayores que son capaces de moverse libremente por la ciudad y frecuentan edificios públicos

Tecnología bluetooth Teléfono móvil “grande” Servidores/Repetidores bluetooth Burbujas de información

Elementos del sistema

Premio al mejor PFC en la 12ª edición de la noche de las

Telecomunicaciones valencianas (2010)

ACUERDOS CON EMPRESASGOW es un sistema de monitorización de actividad física basado en tecnología de textiles inteligentes, microelectrónica y comunicaciones inalámbricas.

Controla de manera segura, confortable, precisa y amena el esfuerzo realizado adaptando continuamente las sesiones de ejercicio al estado físico del usuario.

GOW Running GOW Mobile GOW Touch GOW Trainer

Elementos del sistema

http://www.gowtrainer.com

ACUERDOS CON EMPRESASSPHERAmobile es una herramienta para la localización, identificación y seguridad de un grupo de individuos de forma continua, permitiendo a un monitor tener en todo momento controlado a todas y cada una de las personas del grupo.

Este producto va dirigido al cuidado de grupos en excursiones, visitas guiadas o viajes grupales evitando el riesgo de que alguno de los componentes del grupo pueda perderse.

Pulsera de localización PDA Tarjeta de memoria SD/Zigbee

Elementos del sistema

Pascua acampada (Playa de Piles, 2009)

Escola d´Estiu (UPV, 2009)

Pruebas piloto

PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN

Alfombra inteligente desarrollada por AITEX Estructura similar a la de un condensador

eléctrico Detecta la presencia de un usuario El transmisor Zigbee se encuentra dentro de la

propia alfombra 9 unidades fabricadas para PERSONA (2 para

Valencia, 4 para Italia y 3 para Dinamarca)

Proyecto Europeo del Sexto FP de 42 meses de duración (2007 - 2010), compuesto por 21 socios de diferentes países de la UE y coordinado tecnológicamente por ITACA-TSB

El proyecto PERSONA ha desarrollado una plataforma abierta y escalable sobre la que construir un amplio catálogo de servicios AAL de manera rápida y sencilla

Capacidades

ASOCIACIONES DE USUARIOSRelaciones con entidades públicas y privadas que representen a todos los agentes con especial interés en el ámbito de la Salud y de los Servicios Sociales (empresas, centros tecnológicos, universidades, ONGs, proveedores de servicios, organismos públicos locales, autonómicos y nacionales, etc).

Estrategia delantal (junio 2011, inversión inicial 1M€) La compañía observa a sus clientes para saber cómo usan sus

productos y adaptarlos a sus necesidades reales Centros de coinnovación:o 11 centros en España (VLC)o Permite a los clientes cocinar, limpiar, consumir y asearse.o La estrategia se basa en observar, preguntar y conocer a los

clientes. Desde su puesta en marcha MERCADONA ha adaptado o modificado

más de medio centenar de productos.

EJEMPLO REAL DEL USO DE LA METODOLOGÍA LLAB

“Los monitores de los centros de coinnovación descubrieron que, al ponerse a limpiar, un buen número de clientes pedía vinagre. Nosotros no teníamos ningún producto que se adaptara a ese fin. La compañía transmitió la información a su proveedor y ahora las botellas de vinagre multiusos pueden verse en las tiendas apiladas en palés. Vende ocho unidades por tienda (1.356 unidades x tienda x año)”. Juan Roig (presidente de MERCADONA)

PARTE IV: Ejemplos de sistemas AmI

ALGUNOS CASOS PRÁCTICOS: ASK-IT

Ambient Intelligence System of Agents for Knowledge-based and Integrated Services for Mobility Impaired users

El proyecto ASK-IT desarrolla una plataforma de servicios, dirigidos a personas con problemas de movilidad y limitaciones para las actividades de la vida diaria, en diferentes situaciones y entornos, principalmente cuando éstas se encuentran fuera de su hogar, durante un viaje o desplazándose al centro de trabajo. Estos servicios se proporcionan de manera personalizada, auto configurable, intuitiva, y relacionada al contexto de uso y situación.

http://www.ask-it.org/

PERSONA

El objetivo principal del proyecto PERSONA es desarrollar una plataforma tecnológica de ayuda a la vida independiente abierta y escalable que permita construir sobre ella un amplio rango de servicios para las personas mayores. Supone avanzar en la realización del paradigma de Inteligencia Ambiental a través de la armonización de tecnologías y conceptos para la vida cotidiana asistida por el entorno (Ambient Assited Living)

RECORD

El objetivo principal del proyecto RECORD es:Diseñar, implementar y validad una plataforma de comunicaciones de banda ancha que permita la gestión inteligente de contenidos interactivos con aplicación terapéutica en el ámbito de las enfermedades cerebrales severas.

LISTA DE LA COMPRA AMBIENTAL Proyecto interno ITACA - TSB

Responde a una necesidad concreta (generación automática de la lista de la compra)

Integración en la plataforma del proyecto PERSONA

Tecnología NFC (RFID por contacto)

• Intuitivo• Sencillo• Seguro

LISTA DE LA COMPRA AMBIENTAL Experiencias de usuario

• Entre el 25 y el 29 de mayo del 2009• Centro de Atención al Mayor (San Vicente del Raspeig, Alicante)• 14 usuarios de entre 60 y 74 años

Criterios de evaluación

• Usabilidad• Satisfacción de objetivos (pragmáticos y hedónicos)

Resultados obtenidos

• Gesto intuitivo (sencillez de aprendizaje)• Dispositivos de uso cotidiano• Bajo coste• Instalación sencilla• Tecnología poco extendida

Efectividad

Facilidad de uso

AprendizajeBeneficio

Respuesta emocional

0123454.86

4.64

4.574.07

4.64

SISTEMA DE DETECCIÓN DE CAÍDAS Problema real

• Las personas mayores sufren caídas con mucha frecuencia• Es uno de los mayores problemas que se pueden presentar

en la vejez• Principales causas de incapacidad y muerte• Entre el 28 % y el 35 % de las personas de más de 65 años se

caen al menos una vez al año (OMS)• Más del 30 % de las caídas requieren de atención médica y

entre el 10 % y el 20 % suponen un ingreso hospitalario• Consecuencias: físicas (contusiones, heridas superficiales,

fracturas óseas, etc) y emocionales (síndrome post-caída, vergüenza, etc)

• Zonas de mayor riesgo: dormitorio y cuarto de baño

SISTEMA DE DETECCIÓN DE CAÍDAS Objetivo

Detectar la caída de una persona mayor de forma automática en una determinada estancia de su vivienda

y actuar en consecuencia

SISTEMA DE DETECCIÓN DE CAÍDAS Solución A

• Sistema de detección de caídas comercial

Dimensiones (mm) 75 x 53 x 28

Peso 75

Frecuencia de operación (MHz)

869,2125

Batería Litio

Autonomía (meses) 5 ó 6

Transmisor vía radio Clase 1Rango de

temperaturas0ºC y 45 ºC

Notificación de estado batería baja

Sí

SISTEMA DE DETECCIÓN DE CAÍDAS Solución B

• Sistema de detección de caídas en fase de desarrollo

¡Caída detectada!

SISTEMA DE DETECCIÓN DE CAÍDAS Solución C

• Sistema de detección de caídas ambiental

SISTEMA DE DETECCIÓN DE CAÍDAS Solución C

• Características

o Funcionamiento ininterrumpido (24/7)

o No requiere de iniciativa por parte del usuario

o No requiere mantenimiento por parte del usuario

o No es intrusivo

o Integrado en el entorno

o Fácilmente reemplazable

o Fácilmente escalable

SISTEMA DE DETECCIÓN DE CAÍDAS Solución C

• Arquitectura de funcionamiento

PARTE VI: Conclusión

CONCLUSIÓN Mandamientos para cualquier sistema AmI

El entorno debe ser sensible al contexto (capacidad para adaptarse a la información proveniente del mismo)

El acceso a la información debe realizarse de forma ubicua, inalámbrica y transparente para el usuario

La interacción entre el usuario y el sistema debe realizarse de forma natural y no intrusiva

¡Muchas gracias!

Vicente Traver Salcedo (vtraver@itaca.upv.es)Director ITACA- TSBUniversidad Politécnica de ValenciaCamino de Vera s/n Valencia 46021

http://www.tsb.upv.es

Ángel Martínez Cavero (amartinez@tsbtecnologias.es)Responsable tecnológico I+DDepartamento de I+D

Soluciones Tecnológicas para la Salud y el Bienestar - TSBRonda Auguste y Louis Lumiere 23, Nave 13Parque Tecnológico de Valencia - Paterna, Valencia 46980

http://www.tsbtecnologias.es

RECURSOS

http://www.ciami.es/valencia/ http://www.tsb.upv.es/ubicuitics/ http://www.aalforum.eu/ http://www.youtube.com/watch?v=kUh

EM3Xrm3c&feature=plcp

ENTORNOS INTELIGENTES AL SERVICIO DEL AMBITO SOCIOSANITARIO

Vicente Traver Salcedovtraver@itaca.upv.es Angel Martínez Caveroamartinez@tsbtecnologias.es

‘Home, sweet home’

Valencia, 22 de Mayo de 2012

GRACIAS!!!