Virtual Caregiver: a System for Supporting Collaboration in Elderly Monitoring Virtual Caregiver: um Sistema para Apoiar a Colaboração no Acompanhamento de Idosos Wallace Ugulino Depto de Informática PUC-Rio Rio de Janeiro, Brazil wugulino@inf.puc-rio.br Márcio Ferreira Depto de Informática CEFET-RJ Rio de Janeiro, Brazil marcio@cefet-rj.br Eduardo Velloso School of Computing and Communications Lancaster University, UK e.velloso@lancaster.ac.uk Hugo Fuks Depto de Informática PUC-Rio Rio de Janeiro, Brazil hugo@inf.puc-rio.br Abstract — This paper presents the Virtual Caregiver system, a collaborative ubiquitous computing application. The application scenario is the monitoring of an 86 years old patient diagnosed with Alzheimer's disease and cardiac arrhythmia. The system consolidates data obtained from sensors in a wearable device to enable collaborative monitoring of elderly patients by relatives and health professionals using smartphones and social networks. From the classifier developed for this study, it was found 99.4% overall accuracy in a 10-fold cross validation test. We also obtained feedback from patients and relatives that have been useful to guide the development of a new version of the wearable, unobtrusive and adapted to the patient needs. Wearable Computing, Human Activity Recognition, e-Health I. INTRODUÇÃO Com o aumento da expectativa de vida e o envelhecimento da população, tem se tornado um desafio o desenvolvimento de tecnologias que possibilitem uma vida mais independente e segura para idosos e doentes crônicos [1][2][3]. Em pesquisas recentes busca-se investigar tecnologias para apoiar o acompanhamento de idosos e doentes crônicos em suas casas, de modo a evitar o impacto social, os riscos e os custos de uma internação [3]. Sistemas de e-health são alternativas tecnológicas frequentemente propostas nessas pesquisas pois possibilitam a colaboração dos parentes e profissionais no acompanhamento de idosos e doentes crônicos fora do ambiente hospitalar. Sistemas e-health possibilitam o registro de dados para posterior avaliação médica, como a rotina de atividades e a frequência de batimentos cardíacos. Esse registro é um dado valioso para o médico que faz um tratamento continuado do paciente. Sistemas de e-health também são potencialmente úteis para possibilitar a identificação de situações na rotina que desencadeiam crises ou riscos para o paciente monitorado. Wearable computers são usados em alguns sistemas de e- health para o monitoramento dos sinais vitais, temperatura corporal, frequência cardíaca, nível glicêmico, atividades físicas, entre outras medidas importantes para o acompanhamento de um paciente [4][5]. Os dados obtidos a partir de wearables possibilitam também a emissão de alertas em casos de emergência, como quedas ou a mudança da frequência cardíaca para valores de atenção estipulados pelo médico [6]. Uma abordagem alternativa ao uso de wearables é sensoriar o ambiente. Na Seção 2 são discutidos os pontos fortes e fracos das duas abordagens de sensoriamento possuem, bem como são listadas pesquisas realizadas com cada abordagem. Um desafio para o desenvolvimento de wearables de suporte a e-health é a interpretação dos dados primários obtidos dos sensores. Essa interpretação pode ser feita por meio de regras definidas numa especificação formal ou por meio de técnicas de aprendizado de máquina e mineração de dados. O objetivo é desenvolver classificadores para alimentar sistemas de e-health com informações tratadas, obtidas a partir de dados primários dos sensores. Uma revisão da literatura sobre classificadores para atividades humanas a partir de dados de acelerômetros é apresentada na Seção 3. Com as orientações obtidas na revisão de literatura foi construído um wearable e desenvolvido um classificador para os dados obtidos dos sensores no Wearable. O wearable e o classificador também são apresentados na Seção 3. O contexto para o desenvolvimento dessa pesquisa é o projeto de pesquisa Ubilife (FAPERJ), no qual são investigadas tecnologias para auxiliar parentes, amigos ou profissionais da área médica responsáveis pela assistência a idosos fora do ambiente hospitalar. O sistema Virtual Caregiver foi desenvolvido para apoiar o acompanhamento de uma paciente de 86 anos, diagnosticada com Alzheimer e arritmia cardíaca. O sistema tem 3 módulos: aplicativo web para a rede social Facebook, aplicativo para smartphone com sistema operacional Android e wearable, usado para coleta de dados do paciente. O sistema é contextualizado no projeto de pesquisa e apresentado na Seção 4. Conclusão e trabalhos futuros dessa pesquisa são discutidos na Seção 5. II. SENSORIAMENTO NO AMBIENTE E NO CORPO O reconhecimento de atividades tem sido usado em diversas aplicações como esportiva, entretenimento e saúde. A coleta dos dados necessários para o reconhecimento é feita por meio de duas abordagens principais: o sensoriamento do ambiente e o sensoriamento do corpo humano. Cada abordagem tem pontos fortes e fracos e a decisão sobre o uso de uma das abordagens está relacionada com a aplicação pretendida do reconhecimento de atividades. Para esportes e atividades realizadas em ambiente controlado as duas abordagens são viáveis. Para ambientes não controlados, como o tráfego de pedestres em via pública, a abordagem de 2012 Brazilian Symposium on Collaborative Systems 978-0-7695-4890-6/12 $26.00 © 2012 IEEE DOI 10.1109/SBSC.2012.30 43