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Departamento de electronica Universidad de Alcala

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    Localización y detección integrada para el seguimiento digital de la actividad humana (INDRI)

    Datos Generales
    Nombre del Proyecto: 
    Localization and Integrated Sensing for Digital Human Activity Tracing
    Acrónimo: 
    INDRI
    Tipo de proyecto: 
    Nacional
    Referencia: 
    PID2021-122642OB-C41
    Entidad financiadora: 
    Ministerio de Ciencia e Innovación
    Coordinado: 
    Nombre del proyecto coordinado: 
    Localización y detección integrada para el seguimiento digital de la actividad humana
    Fecha de inicio: 
    1 Sep 2022
    Fecha de finalización: 
    31 Ago 2025
    Participantes
    Entidades participantes: 
    Universidad de Alcalá
    Universidad de Extremadura
    CAR-CSIC
    Universidad Jaume I
    Investigador Principal: 
    Investigador principal 2: 
    Investigador principal del coordinado: 
    Jesús Ureña

    Global aging is a social triumph, but also a challenge for healthcare systems. The advent and evolution of decline in individuals is difficult to detect on-time just from sporadic medical consultations, so it would be very valuable to have technological means for unobtrusive continuous tracing of functional changes or deficits. A great effort has been made during the last years on this topic and different technological solutions exist for assessing physical and mental decline and providing support, but they need to be more reliable, more portable, accessible, affordable and easy-to-use. The main objective of the INDRI Project is providing novel sensory system solutions, including all the electronic processing levels and data communication, storage, analysis and presentation, to detect the localization and some physical and physiological states of monitored persons (e. g. movements of body’s parts, tremors detection, the motion of the person, etc.) and behavioral states of people (e. g. repetition of routines in activities of the daily living). A big technological challenge of the project is to customize the developed aids to a diversity of situations: for example, in assisted and non-assisted environments; for short- and long-term; and for collaborating and non-collaborating persons. The development of such successful human tracing systems involves the customization of the sensors and data management layers to a well-defined application. Thus, the execution of the project requires scientific and technological advances at different stages: a) global approach to applications of digital tracing of human activity, from the base technologies to the final implementation; b) design of new sensory systems and combination with off-the-shelf ones for localization and physical and physiological data acquisition, considering, as a first case,  the combinations of sensors installed in the environment, as homes or nursing homes, not requiring the use of any wearable (radar or TOF cameras, energy consumption monitoring, RF tomography) and, as a second case, the design and inclusion of advanced data acquisition systems using wearable sensors (smart-bands with BLE signaling, smartphones with RTK-GNSS, ultrasound, UWB and IR ranging tags, inertial sensors, smart textiles, etc.); c) fusion methods for integrating the sensor information from different sensory systems and with signals of opportunity, map data, etc, increasing the availability, accuracy, and trust in the estimates generated by the positioning and tracing system, as well as achieving seamless transitions between different scenarios, in which real-time operation, computation in de edge, use of IoT protocols and storage are required; d) analysis of all the sources or information (with state of the art pattern recognition and classification methodologies) to infer and produce human understandable labels about the short- and long- term user’s activity or behavior; and e) development of two applications or case studies in collaboration with medical personnel: 1) study of the quality of human motion (gait, displacements, etc.) for diagnosis or rehabilitation purposes in short- or large-scale displacements at home and outer spaces, and 2) the digital tracing of daily activities and analysis of the behaviour of people, including early detection of anomalies and the onset of frailty or mental impairments, for both collaborative and non-collaborative users and allowing several degrees of supervision.

     

     

    El envejecimiento global es un triunfo de la sociedad, pero también un reto para los sistemas sanitarios. El advenimiento y la evolución del declive en las personas es difícil de detectar a tiempo sólo a partir de consultas médicas esporádicas, por lo que sería muy valioso disponer de tecnología para un seguimiento continuo y discreto de los cambios o déficits funcionales. En los últimos años se ha hecho un gran esfuerzo en este tema y existen soluciones tecnológicas para evaluar el deterioro físico y mental y proporcionar apoyo, pero es necesario que sean más fiables, más portátiles, accesibles, asequibles y fáciles de usar. El objetivo principal del proyecto es proporcionar soluciones novedosas de sistemas sensoriales, incluyendo todos los niveles de procesamiento electrónico y comunicación, almacenamiento, análisis y presentación de datos, para detectar la localización y algunos estados físicos y fisiológicos de las personas monitorizadas (movimientos de partes del cuerpo, temblores, desplazamientos, etc.) y estados de comportamiento de las personas (por ejemplo, repetición de rutinas). Un gran reto tecnológico es adaptar las ayudas desarrolladas a una diversidad de situaciones: por ejemplo, en entornos asistidos y no asistidos; a corto y largo plazo; y para personas colaboradoras y no colaboradoras. El desarrollo de este tipo de sistemas implica una personalización de los sensores y las capas de gestión de datos a una aplicación bien definida. Así, la ejecución del proyecto requiere avances científicos y tecnológicos en diferentes etapas: a) enfoque global de las aplicaciones de seguimiento de la actividad humana, desde las tecnologías de base hasta la implementación final; b) diseño de nuevos sistemas sensoriales y combinación con los ya existentes para la localización y adquisición de datos físicos y fisiológicos, considerando, como primer caso, las combinaciones de sensores instalados en el entorno, que no requieran el uso de ningún wearable (radar o cámaras TOF, monitorización del consumo de energía, tomografía RF) y, como segundo caso, el diseño e inclusión de sistemas avanzados de adquisición de datos utilizando sensores wearables (smart-bands con señalización BLE, smartphones con RTK-GNSS, detectores de ultrasonidos, UWB e IR ranging, sensores inerciales, textiles inteligentes, etc. ); c) métodos de fusión para integrar la información de los sensores procedentes de diferentes sistemas sensoriales y con señales de oportunidad, datos cartográficos, etc., aumentando la disponibilidad, precisión y confianza en las estimaciones generadas por el sistema de posicionamiento y seguimiento, así como logrando transiciones suaves entre diferentes escenarios; d) análisis de todas las fuentes de datos (con metodologías de reconocimiento y clasificación de patrones de última generación) para inferir y producir etiquetas comprensibles para el ser humano sobre la actividad o el comportamiento del usuario a corto y largo plazo; y e) desarrollo de dos aplicaciones o casos prácticos en colaboración con personal médico: 1) el estudio de la calidad del movimiento humano (marcha, desplazamientos, etc.) con fines de diagnóstico o rehabilitación en desplazamientos cortos o largos, y 2) el seguimiento digital de las actividades diarias y el análisis del comportamiento de las personas, incluida la detección temprana de anomalías y la aparición de fragilidad o deficiencias mentales, tanto para usuarios colaboradores como no colaboradores.

     

     

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