可佩戴式无线传感器用于监测和分类持续进行的晨间活动
可佩戴式无线传感器用于监测和分类持续进行的晨间活动
Classification of Continuously Executed Early MorningActivities Using Wearable Wireless Sensors
中卫护研院护理资讯小组
孙美平 北京大学公共卫生学院
在发达国家中，老龄化问题日益突出，为了能够有效辅助老年人的日常活动，对于智能系统的开发提出了很大的挑战。不仅仅是老年人群，因脑外伤导致认知障碍的人群也同样需要辅助技术让他们可以独立的生活。为了实现这一目的，越来越多的研究者使用最先进的微机械系统和无线通信技术来建立能够广泛应用的家用监测系统。这些系统通过可佩戴的无线传感器（如感应器），或是应用分布在房间里的定点运动传感器来追踪，旨在捕捉受试者所执行的动态活动。为了捕捉到更多细节，有研究者提出加入温度传感器、声音传感器等，用于获取更多有关环境的指标。
在这个技术框架中，本研究最近研发了一种家用辅助系统，通过结合房间中的定点设备和可佩戴的无线感应器所提供的信息，来监测日常的晨间活动。该系统不仅可以用于医院也可被用在家中，其目的就是帮助老年人及脑外伤而导致认知功能障碍的人群提高日常生活质量。
在使用者的右手腕上会贴有一个感应器，用于收集活动的频率、时间和地域等信息，这些将会被Gaussian混合模型进行分析和分类。由于隐私问题，大部分受试者不愿意使用音频和视频进行连续活动监测，故该设备仅是依靠使用者活动的速度和加速等物理信息来分类使用者的运动行为。为了更加准确的获得运动信息，研发者采用两个方向的加速计同时记录数据。文中展示了从五个受试者中所获得的数据，总体上来说，对于4项我们常见的晨间活动（如刷牙、洗澡、剃胡子、其他类活动）分类率达到了88.3%，如图1，可以根据所收集的数据分类对应的运动形式及活动内容。
图1 设备记录不同活动的数据显示
该篇文章里，作者详细阐述了该监测系统如何对晨间活动进行分类，并且表明有可能完全正确地监测一名健康受试者的活动进程。但我们观察到，在监测连续执行的某项活动时，有时会产生许多重叠的信息，这样就会导致活动分类不正确，可这能是在任务转换方面出了问题。比如当受试者在洗脸时将肥皂涂抹在脸上，这个动作与刮胡子时涂抹刮胡膏十分相似，系统就会把这个瞬间误判为刮胡子。但是，如果当涂抹肥皂的动作足够长，系统将会把这个动作当做一个独立的活动，而不是一个子动作，从而发生误判。
总的来说，该篇文章指出了该类可佩戴式感应器的工作原理，并阐明了产生误判的原因（由于设备在记录较复杂内容时，容易出现内容重叠，从而导致不正确的记录产生）。笔者认为该项设备的使用市场是很广的，如在住院病人可以用此设备来监测防跌倒，在发生危险动作时可提前引起警报并同时给出相应的防护措施；同时也能够应用于更多老人及有意识障碍的病人身上，帮助他们更好的独立生活。当下各种穿戴设备层出不穷，该类型的设备也不失为一种好的发展选择，文献中也支持了这一说法，称该设备具有非常大的潜力，可以在今后的研究中不断地扩大该设备使用功能，使其能够用于监测或是报告患有其它疾病而行动不便地患者的相应活动以方便他们的日常生活。因此，非常期待该类设备能有更好更广的应用！
参考文献
Cheol-HongMin,Nuri F.Ince ,Ahmed H. Classificationof Continuously Executed Early Morning Activities Using Wearable WirelessSensors. Engineering in Medicine and Biology Society.2008(08):5192-5195.