SHHC: Safe Home Health Care

Sumário executivo

Contexto

O contexto deste projeto é a necessidade crescente de apoio automatizado aos cuidados de saúde para doentes e idosos no domicílio, que lhes possa proporcionar mais conforto e segurança e, ao mesmo tempo, reduzir o custo global do sistema de saúde. Os espaços inteligentes têm o potencial de proporcionar esse apoio automatizado, como demonstraram numerosos projetos [Anliker04, Moulton04, Quarrie07, Baker07, Gonçalves09] e como sublinha uma recente iniciativa europeia de financiamento à investigação em Ambient Assisted Living (http://www.aal-europe.eu/).

O problema da interferência

Os espaços inteligentes (também conhecidos como ambientes de computação pervasiva ou ubíqua) podem ser vistos como um conjunto de dispositivos e infraestruturas dispersos, ricos em sensores, atuadores, computação e comunicação, no qual se pode acrescentar nova funcionalidade introduzindo novos dispositivos. Um aspeto importante na gestão de espaços inteligentes é compreender em que medida um novo dispositivo introduzido num espaço inteligente pode interferir com os dispositivos que já existem nesse espaço [Edwards01, Davies02, Morla06]. Isto é conhecido como o problema da interação de funcionalidades (feature interaction) no domínio das telecomunicações [Calder03], em que funcionalidades acrescentadas à rede telefónica para a tornar mais inteligente (e.g. reencaminhamento de chamadas) podem interagir entre si de formas inesperadas. Tratar a interferência em espaços inteligentes para cuidados de saúde no domicílio é especialmente crítico por causa do fator vida humana; e.g., um dispositivo pode ser impedido de transmitir dados de saúde importantes por causa da interferência eletromagnética gerada por outros dispositivos; um dispositivo de monitorização da temperatura corporal pode ser afetado por aparelhos de aquecimento; e os utilizadores podem ser distraídos da toma dos seus medicamentos por um dispositivo multimédia.

Soluções existentes

Embora o problema da interferência seja crítico para os espaços inteligentes em geral e para os espaços de cuidados de saúde no domicílio em particular, controlar a interferência nestes espaços não é óbvio [Edwards01, Davies02]. Existem diferentes soluções para tratar formas específicas de interferência – das quais a mais conhecida é provavelmente a interferência eletromagnética. Nos espaços inteligentes, porém, a interferência tem de ser considerada ao longo de diferentes camadas – desde a física à de rede, de aplicação e de utilizador – e entre dispositivos altamente dinâmicos, o que torna o problema consideravelmente mais complexo. A interferência já foi estudada especificamente para espaços inteligentes [Gajos01, Kolberg03, Shankar06, Morla07a, Tuttlies07], mas sem produzir resultados totalmente satisfatórios. Isto deve-se sobretudo ao foco em camadas específicas do espaço inteligente [Gajos01, Kolberg03, Shankar06], à consideração do acesso a recursos e não do comportamento dos dispositivos [Gajos01, Kolberg03, Tuttlies07], e ao foco, e.g., no desenho de estudos com utilizadores e não no desenvolvimento de espaços inteligentes [Morla07a].

Uma abordagem inovadora

O objetivo deste projeto é desenvolver e avaliar uma abordagem inovadora baseada em reflexão meta-realidade e algoritmos de pesquisa que ajude a encontrar e implementar configurações de espaços inteligentes de cuidados de saúde livres de interferência. Para atingir este objetivo, iremos:
1) usar reflexão para reificar dinamicamente a estrutura e o comportamento dos espaços inteligentes num meta-modelo de realidade virtual e refletir as alterações no meta-modelo de volta para o espaço inteligente;
2) usar algoritmos de pesquisa para navegar eficientemente no espaço de configurações do meta-modelo e encontrar configurações livres de interferência de sistemas inteligentes de cuidados de saúde.

Metodologia

Este projeto terá três tarefas. As duas primeiras tarefas terão um contributo concetual, através da análise e conceção do modelo paramétrico de meta-realidade baseado em reificação dinâmica e da utilização de algoritmos de pesquisa para encontrar configurações livres de interferência. Serão também produzidas ferramentas baseadas em software de mundos virtuais para suportar estes contributos. Embora casos de uso simples definidos nestas tarefas ajudem na conceção e avaliação, a validação destes contributos ocorrerá sobretudo na tarefa 3, na qual será concebido e implementado um espaço inteligente real de cuidados de saúde.

Equipa do projeto

A equipa do projeto tem experiência nas questões transversais da implementação de espaços inteligentes e da interferência [Morla06, Morla07a], em mundos virtuais [Morla07b,Lopes08], em reflexão [Moreira04] e em cuidados de saúde [Gonçalves09]. Projetos recentes do IR incluem um projeto financiado pela FLAD-NSF sobre prototipagem de computação pervasiva com recurso a mundos virtuais com a UC Irvine e um projeto financiado pela ADI na Rede de Competência em Mobilidade sobre a interligação de dispositivos vestíveis de monitorização da saúde com mundos virtuais.

Resultados esperados

Os resultados de investigação deste projeto consistem em determinar em que medida esta abordagem consegue tratar a interferência e é melhor do que as abordagens existentes, e qual o seu desempenho num espaço inteligente de cuidados de saúde no domicílio. À medida que a idade média em Portugal e no Mundo aumenta, muitas empresas portuguesas têm investido em cuidados de saúde no domicílio e em entretenimento para a casa (e.g., BioDevices, YDreams) e acreditamos que os resultados científicos deste projeto poderão ser utilizados em benefício da expansão dos mercados nacional e internacional destas empresas.