Умные дома не только автоматизируют вашу жизнь, но и помогут следить за здоровьем
Прошло больше пятидесяти лет с тех пор, как мы впервые заглянули в будущее умных домов, представленное в популярном мультсериале «Джетсоны». «Румба», конечно, не особо похож на Рози, но в современных домах передовые технологии создают научно-фантастическую картинку, о которой тогда могли только мечтать. Что, собственно, и делали. Сегодня же, во многом благодаря «Интернету вещей», самые разные гаджеты — от термостатов до печей — стали умнее, используют датчики, данные и облачные вычисления для установки идеальной температуры или приготовления пиццы в точности, какой вы ее любите. Устройства вроде Amazon Echo или Google Home, с их голосовыми ассистентами, стали де-факто центром этих новых автономных систем.
Компании вроде Google считают, что умный дом может быть больше, чем просто нафаршированным технологиями прибамбасом. Поисковый гигант с 2009 года подал около 40 патентов на тему цифрового здравоохранения. Многие изобретения, заявленные Google — а также его конкурентами в лице Microsoft, Amazon и Apple — опираются на носимые технологии и мобильные приложения, собирающие данные, чтобы следить за здоровьем и даже ставить диагнозы. Но совсем недавно Google своим патентом указала на новую тенденцию: отслеживание медицинских параметров посредством умного дома.
Изобретение Google представляет собой оптический датчик, который мониторит сердечно-сосудистую систему. Устройство, которое может быть встроено, например, в зеркало для ванной комнаты, отслеживает динамику кровотока в организме. Например, изменение цвета кожи может указывать на проблему, которая потребует дополнительных наблюдений с помощью других датчиков или носимых устройств. В патенте отмечается, что мониторинг на дому даст более полную картину сердечно-сосудистого здоровья, чем снимки, сделанные во время визита к врачу.
«Дом превращается из места, о котором вы заботитесь, в место, которое заботится о вас», говорит Эндрю Вайнрайх, ведущий подкаста Predicting Our Future. Он считает, что умные дома будут обзаводиться характерами, основанными на прямых и непрямых сигналах и поведении людей.
«Дом будет считывать не только ваши четко сформулированные и неслучайные пожелания и предпочтения, но и биометрические данные, передаваемые каким-нибудь носимым устройством, которое реагирует на то, что вы испытываете», объясняет он. Например, если вас лихорадит, будут меняться температура и поток воздуха. Если ваше сердце будет биться сильно, музыка подстроится под его ритм.
«Самый быстрый способ снизить стоимость расходов на здоровье — сделать так, чтобы люди меньше болели. Чтобы люди меньше болели, нужно заранее выявлять признаки заболевания, когда лечение будет относительно простым и недорогим», говорит Вайнрайх.
Стартапы умных домов
Последнее поколение гаджетов «Интернета вещей», ориентированных на здоровье человека, живущего в умном доме, настолько простое в использовании, что его можно брать на вооружение уже сейчас.
Компания под названием Sleepace, например, разработала умное решение на тему сна — DreamLife — которое задействует не-носимые датчики в кровати и матрасе для отслеживания времени сна, сердцебиения, дыхания, движений тела и циклов сна. Затем приложение анализирует данные и дает рекомендации для наилучшего сна. Нью-йоркский Eight также предлагает умные кровати, которые отслеживают порядка десяти факторов сна, а также окружение кровати, чтобы обеспечить лучший сон для человека. Он также может связываться с другими умными устройствами для регулировки температуры и освещения.
Компания Awair из Сан-Франциско изобрела умное домашнее устройство, помогающее человеку дышать за счет наблюдения за качеством воздуха. Устройство отслеживает химические вещества, пыль, температуру, влажность и уровень углекислого газа, оценивая таким образом качество воздуха. Оно дает рекомендации по улучшению качества воздуха и отслеживает изменения со временем. Оно даже работает с другими умными домашними устройствами вроде термостатов, помогая повысить качество воздуха.
Хотя некоторые из этих устройств предназначены для общего использования, многие также направлены на то, чтобы помочь пожилым людям оставаться независимыми. Сюда входят датчики на плите, которые автоматически определяют, если варочную поверхность оставили без внимания, а также небольшой диспенсер таблеток, который предупреждает человека, если он уже принимал лекарства.
Еще одна тенденция в этой же области — использование роботов в виде домашних животных или роботов-компаньонов, которые могут делать самые разные вещи, от проверки памяти человека до напоминаний о приеме лекарств.
«Я думаю, роботы приходят в наши дома», говорит Вэйхуа Шен, доцент Университета штата Оклахома и директор Лаборатории продвинутого зондирования, вычислений и контроля. «Роботы становятся умнее и умнее. Они могут общаться с людьми на их языке, а мы относимся к ним все лучше и лучше».
Медицинская платформа умного дома
Команда Шена разрабатывает облачную платформу умных домов для наблюдения за здоровьем, которая включает датчики окружающей среды, носимую электронику и ассистентов в виде роботов. Как будет работать такая система?
Умная одежда с текстильными электродами ЭКГ и специальным ремнем для дыхания и микрофоном — лишь несколько примеров. Датчики окружающей среды включают сеть инфракрасных датчиков и массив чувствительных к температуре датчиков в потолке квартиры. Робот служит одновременно компаньоном и многофункциональным датчиком.
Подобные эксперименты проводятся с начала 21 века. Но никому пока не удавалось объединить все эти элементы на одной платформе.
«Мы совместили датчик микрофона с датчиками окружающей среды, например, движения — в потолке», говорит Шен. «Мы можем собирать данные постоянно, непрерывно и анализировать их в облаке при помощи алгоритмов ИИ».
Система может, например, определить, что человек страдает от обезвоживания. Робот посоветует ему пить больше воды. Платформа также может определить, что человек упал и нуждается в помощи. Ученые работают над тем, чтобы сделать платформу умного блока чувствительной к проблемам умственного характера за счет анализа жизненно важных показателей, мимики лица и интонации голоса.
«Можно определить, что человек в плохом настроении или в депрессии, и робот может сделать что-нибудь, чтобы отвлечь его», говорит Шен.
Конечно, предстоит еще много проблем. К примеру, пожилые люди плохо слышат и тихо говорят. Это создает определенные трудности в работе с роботами.
Источник
«Умный дом»: не только автоматизация, но и контроль здоровья
Сегодня во многом благодаря технологиям Интернета вещей (Internet of Things, IoT), гаджеты стали умнее, используя сенсоры разного рода, данные и облачные вычисления, чтобы, например, установить идеальную температуру или приготовить пищу именно так, как нужно. Такие устройства, как Amazon Echo или Google Home, с их голосовыми технологиями стали де-факто центром новых автономных систем.
Лидеры этого рынка, такие как Google, считают, что «умный дом» может быть больше, чем просто набор высокотехнологичных штучек. С 2009 года поисковый гигант подал около 40 заявок на патенты, относящихся к сфере цифрового здравоохранения. Многие изобретения, поданные Google, а также такими ее конкурентами, как Microsoft, Amazon и Apple, ориентированы на носимые устройства и мобильные приложения для сбора данных с целью изучения состояния здоровья и даже постановки диагноза. Сюда же относятся разработки, относящиеся к сфере, где пересекаются технологии «умного дома» и цифрового здравоохранения, например, системы «умного» мониторинга здоровья в домашних условиях.
Одно из последних изобретений Google представляет собой оптический датчик, который контролирует состояние сердечно-сосудистой системы. Это устройство, которое может быть встроено во что-то вроде зеркала в ванной комнате, работает, отслеживая динамику кровотока в организме. Например, изменение цвета кожи может указывать на проблему, которая способна инициировать дополнительный мониторинг с помощью других сенсоров или носимых устройств. В патентном описании этой технологии отмечается, что наблюдение на дому дало бы более полную картину здоровья сердечно-сосудистой системы, чем «кратковременный осмотр, сделанный в больнице или кабинете врача».
Современный дом постепенно преобразуется из места, где мы живем, о котором мы заботимся, в место, которое само заботится о нас. Например, если у вас жар, то температура и поток воздуха могут автоматически регулироваться. Если ваше сердце неспокойно, музыка в комнате может перестроиться на медитативный лад.
Многие специалисты считают, что самый быстрый способ сократить расходы на здравоохранение — это уменьшить количество больных людей. Способ уменьшения количества больных — это выявлять ранние признаки заболеваний, когда лекарство и лечение относительно простые. Сегодня ряд компаний разрабатывают новые технологии, которые призваны не только упростить нашу жизнь, но и сделать ее более здоровой. Это фирмы, которые работают в области систем «умного дома», и организации, относящиеся к отрасли цифровой медицины. Причем эти сектора экономики показывают тенденцию к интеграции, по мере того как разрабатываются новые единые технологические стандарты, в создании которых принимают участие практически все крупнейшие игроки технологического рынка.
IoT-стартапы
Последнее поколение устройств, относящихся к сфере IoT и предназначенных для контроля здоровья в домашних условиях, настолько просты в использовании, что ими может пользоваться практически любой человек.
Например, китайская компания Sleepace разработала интеллектуальное решение для сна, получившее название DreamLife, использующее достаточно простые сенсоры, закрепляемые на кровати, подушке и матрасе для мониторинга времени сна, сердечного ритма, частоты дыхания, движения тела и циклов сна. Работающее в рамках системы приложение анализирует данные, чтобы в дальнейшем предоставить руководство по достижению наилучшего сна. Американская компания Eight также предлагает «умную» кровать, которая отслеживает более дюжины факторов, влияющих на структуру сна, а также на обстановку в спальне, чтобы помочь получить идеальный ночной сон. Она может общаться с другими устройствами «умного дома» для регулирования температуры и освещения.
Компания Awair из Сан-Франциско изобрела «умное» домашнее устройство, которое облегчает дыхание, контролируя качество воздуха. Устройство отслеживает содержание в воздухе химических веществ и пыли, температуру, влажность и уровень углекислого газа, чтобы получить показатель качества воздуха. Оно предоставляет рекомендации по улучшению воздуха и отслеживает изменения его качества во времени. Он даже работает с другими «умными» домашними устройствами, такими как термостат, для внесения изменений с целью улучшения воздушной среды в доме.
Хотя некоторые из этих «умных» бытовых приборов предназначены для общего пользования, многие из них ориентированы на пожилых людей, чтобы помочь им сохранить свою независимость. Такие устройства варьируются от датчиков на плите, например, как у компании Inirv, которые автоматически обнаруживают, когда она была оставлена без присмотра, до интеллектуального диспенсера таблеток, который предупреждает лиц, ухаживающих за больными, если лекарства были приняты.
Еще один тренд в современных разработках систем «умного дома», помогающих поддерживать здоровье для пожилых людей — использование роботов-помощников на базе голосовых технологий, которые сегодня уже делают все, начиная от проведения игр для проверки памяти и заканчивая предоставлением напоминаний для приема лекарств. Такие системы становятся все умнее и умнее. Они могут разговаривать с людьми на естественном языке, они даже научились понимать и выражать эмоции.
Например, японским Национальным институтом передовых промышленных наук и технологий разработан робот-компаньон в виде тюленя, получившего имя PARO, который способен на многое. У него есть пять видов сенсоров, которые он использует для восприятия окружающей среды — это тактильные и световые датчики, микрофон, сенсоры температуры и положения. Датчик положения, например, предупреждает PARO о том, что его держат в руках. Этот робот был даже предметом научных исследований для определения его эффективности для различных видов терапии, включая исследование 2016 года, которое показало, что PARO может уменьшить стресс и беспокойство у пациентов со слабоумием.
Похожую систему делает небольшой японский стартап Yukai Engineering. Это роботизированная подушка Qoobo с хвостом, используемая в качестве терапевтического устройства. Эта «подушка» предназначена для создания ощущения комфорта у пользователей. Когда ее ласкают, она мягко размахивает хвостом. Когда ее почесывают, она игриво раскачивается. Это устройство время от времени виляет хвостом, чтобы просто поздороваться. Возможно, проще завести кошку, которая может делать примерно то же самое, но она не такая покладистая и у нее всегда есть собственные планы на проведение времени, да и аллергикам она не очень подходит.
Платформа «умного дома» для контроля здоровья
Специалисты из Advanced Sensing, Computation and Control Lab при университете Оклахомы (США) разрабатывает облачную платформу «умного дома» для медицинского мониторинга, которая включает в себя датчики окружающей среды, носимые устройства и роботизированного «помощника». В недавней статье, опубликованной в журнале Future Generation Computer Systems, рассказывается о том, как будет работать такая система.
Умная одежда с текстильными электродами для ЭКГ и сенсорный ремень для контроля дыхания — это примеры носимых устройств, которые вместе с микрофоном используются пациентом в прототипе системы — макете «умного дома». Сенсоры окружающей среды включают в себя сеть инфракрасных датчиков и массив термопар Grid-EYE в потолке квартиры. Последние могут быть использованы для теплового слежения. Робот-помощник служит как спутником пользователя системы, так и многофункциональным сенсорным устройством.
Подобные эксперименты создания сенсорной домашней среды проводятся, по крайней мере, с начала XXI века, но разработка специалистов университета Оклахомы — одна из немногих, которая объединяет все элементы в одну платформу. Например, микрофонный датчик работает совместно с некоторыми сенсорами окружающей среды, например, датчиками движения, установленными в потолке. При этом данные собирают постоянно и с большой частотой, и эти данные могут быть проанализированы алгоритмами искусственного интеллекта в облаке.
Система может, например, определить, обезвожен ли пользователь. Роботизированный помощник при этом может подсказать пользователю, чтобы он выпил больше воды. Платформа также может определить, упал ли человек, и позвать на помощь. Исследователи работают над тем, чтобы сделать платформу «умного дома» чувствительной к проблемам психического здоровья, анализируя жизненные показатели, выражение лица и изменения тона голоса человека.
Система способна определить, находится ли человек в плохом настроении или в депрессии, и затем робот может сделать что-нибудь, чтобы отвлечь его от этого состояния.
Правда, по словам разработчиков, они сталкиваются с рядом проблем, особенно когда дело касается пожилых людей, которые могут страдать от когнитивных, а также физических проблем. Например, они могут плохо слышать, а когда они говорят, их голос может быть слабым, и сенсоры не могут эффективно отслеживать такие сигналы.
Есть также традиционные проблемы, связанные с неприкосновенностью частной жизни и безопасностью данных, но эти проблемы, по словам представителей университета, уже скоро будут решены.
Обзор подготовлен по материалам MobiHealth News, Nanolyze, Google, Singularity Hub, Predicting Future, Future Generation Computer Systems.
Источник