PADS: Personal Activity Detection System

Resumo

Vivemos numa era em que a esperança média de vida aumentou, resultando diretamente num crescimento cada vez mais significativo da população sénior. Este fenómeno faz com que cada vez mais pessoas idosas vivam sozinhas em casa e tenham dificuldade em encontrar pessoas que as possam acompanhar e ajudar no seu dia a dia. É também reconhecido que a atividade e o exercício físico são essenciais para manter e promover a saúde, em particular nesta faixa etária, permitindo, de um modo geral, melhorar a qualidade de vida e a segurança das pessoas. Deste modo, têm sido desenvolvidos muitos sistemas comerciais com o objetivo de monitorizar a atividade das pessoas, em particular dos idosos, para acompanhar o que fazem durante o dia, recolhendo dados estatísticos de atividade, bem como identificando potenciais situações de perigo (e.g. quedas). No entanto, as soluções existentes envolvem, normalmente, a aquisição de equipamentos de custo geralmente elevado e baseiam o seu funcionamento na análise de apenas um tipo de informação ou fenómeno físico (e.g. acelerómetro, análise de cena, etc.), o que limita, deste modo, os resultados e a fidelidade da monitorização.

Neste contexto, o trabalho aqui apresentado propõe a utilização de um sistema de monitorização económico, baseado na fusão de vários tipos de informação (e.g. atividade física, localização do utilizador, etc.) recolhida num espaço inteligente preparado para o efeito. Este sistema combina informação recolhida e processada por vários componentes. Utiliza, por exemplo, dispositivos móveis que são hoje comuns e que estão disponíveis a custos razoáveis (cf. smartphones) e que estão equipados com um conjunto de sensores e capacidades de processamento adequadas; utiliza também outros componentes habitualmente existentes em contextos residenciais (cf. computador e câmaras de baixa resolução orientadas para os locais a monitorizar) e que podem ser integrados e reutilizados na solução proposta.

Esta dissertação propõe e descreve a estrutura física e lógica do sistema PADS (Personal Activity Detection System). O protótipo desenvolvido está organizado em vários componentes capazes de recolher e fundir diferentes tipos de informação: i) uma aplicação Android que identifica e regista 5 atividades físicas distintas (cf. estar de pé, andar, correr, estar deitado e queda); ii) uma aplicação desenvolvida em C++ para detetar a presença do utilizador, com base no reconhecimento facial; iii) uma aplicação que utiliza os serviços Google Cloud para consultar as tomas de medicamentos agendadas do utilizador; iv) uma aplicação em C++ que funde toda a informação obtida pelos módulos anteriores e permite determinar a atividade do utilizador. É apresentada a arquitetura global do sistema e os vários componentes envolvidos, descrevendo em detalhe todos os algoritmos e os pormenores de implementação.