SMARTAAL: an Ambient Assisted Living solution for monitoring Elderly Wellbeing using Artificial Intelligence - Santos, Ivo Manuel Alves Roda dos (2021)
Nos últimos anos, o envelhecimento da população e a diminuição da natalidade, aliados ao aumento da esperança média de vida, resultaram num envelhecimento da população. Essa realidade traz novos desafios quanto à necessidade de se encontrar novas formas de garantir atividades saudáveis, seguras e controladas para os idosos. Muitos deles preferem, mesmo que sozinhos e isolados, viver nas suas casas em vez de centros sociais (lares). A rotina diária e as atividades praticadas no conforto das suas casas contribuem para a sua felicidade. Este documento apresenta a SMARTAAL - uma solução Ambient Assisted Living com foco na monitorização contínua e deteção de situações irregulares no dia a dia dos idosos que vivem sozinhos. O uso de sensores low-cost numa arquitetura de Internet of Things (IoT), permite recolher dados em áreas específicas da casa de um idoso, fornecendo ao sistema informação suficiente para detetar comportamentos anormais. Todos os sensores são não intrusivos (não interferem na vida do idoso) e irão enviar a sua informação para a plataforma, capaz de analisar os dados em tempo real através de algoritmos de Inteligência Artificial, bem como fornecer alertas para familiares ou cuidadores quando surge uma situação anómala. Para atingir estes objetivos, propomos uma abordagem para detetar anomalias em dois problemas distintos usando e comparando vários algoritmos de Inteligência Artificial para obter os melhores resultados. O primeiro é o problema das entradas/saídas e consiste em aprender os padrões típicos ao entrar e sair de casa; o segundo, o problema da cama, concentra-se em compreender a rotina de sono, com dados recolhidos ao longo do tempo através de uma variedade de sensores, com o objetivo de detetar comportamentos anómalos que possam ocorrer. Várias experiências foram realizadas para identificar o melhor algoritmo de Inteligência Artificial para que o sistema consiga detetar anomalias no comportamento dos idosos. A verificação empírica produziu resultados animadores, sobre um amplo conjunto de métricas, e permitiu a seleção do algoritmo C4.5 como o modelo de previsão mais adequado para os problemas de entrada/saídas e da cama. A solução proposta inclui um sistema que monitoriza as principais atividades desempenhadas pelos idosos, disponibilizando esta informação, através de uma plataforma, aos cuidadores para que possam acompanhar em tempo real e de qualquer lugar e criando também padrões baseados nessa atividade para o envio de alertas em caso de qualquer situação anómala. O sistema desenvolvido é facilmente escalável em termos de sensores e entrada de dados. Assim, esta solução visa proporcionar um dia a dia mais autónomo, confortável e seguro, contribuindo para uma melhor qualidade de vida do idoso, para a sua estabilidade emocional, autonomia, segurança, bem-estar e, consequentemente, garantindo uma maior tranquilidade aos seus cuidadores.