Cognitive assistance in intelligent environments

Tese de doutoramento em Engenharia BiomédicaCurrently society responds badly to some social issues. One of the problems lies on the society concept itself. The common pyramid describing the social strata does not reflect the new social reality, given that the elderly strata largely exceed the teenage strata. This fact also implies a change in terms of social and medical needs. Thus, a great number of medical services should be adapted to respond to the needs of the elderly people. In fact, any common family cannot take care of an elderly person and, in many cases they cannot also afford the required medical care. Having less time, and often, less money, a family cannot have their older relatives in their homes. In addition, the necessary support required to overcome the elderly limitations, makes it even more difficult. One solution could be that elderly people go to nursing homes or care centers. However, due to the overgrowth of the elderly community, geriatric units are not enough to take care of all those people. As a solution, technology can provide wellbeing and assistance in the elderly everyday life through personalized services at low cost. This thesis presents a cognitive assistant platform, named iGenda. A cognitive assistant provides numerous user oriented services, and it ubiquitously and transparently interacts directly with the user. Therefore, this research work has as motto: impacting the user’s life without causing an impact. It means that the platform aim is to influence the user’s life, by providing a greater quality of life, without being too complex to use. The answers to our society’s social and technological challenges are provided by the development of a platform that is intuitive to the user, cheap and able to be integrated in an Ambient Assisted Living ecosystem. Thus, this thesis presents a multi-agent, platform-independent architecture capable of intelligent scheduling. Being the cognitive assistant implemented in four case studies, namely: a sensor platform, a digital clinical guideline system, an orientation system based on augmented reality, and a fall detection application. These case studies validate the social and technological challenges, therefore the iGenda too. This is due to the complete integration with other systems, without major changes of the architecture and archetype.Atualmente, a sociedade debate-se com um problema para o qual não há uma solução simples. O problema reside na própria sociedade, mais especificamente no seu conceito. A pirâmide populacional clássica não retrata a sociedade como é atualmente, sendo que o número de idosos ultrapassa o número de jovens. Ora, este facto acarreta uma mudança nas necessidades sociais e cuidados médicos. Deste modo, um grande número de serviços médicos têm que ser reajustados para as necessidades das pessoas mais idosas. Com menos tempo e frequentemente sem dinheiro, a família não é capaz de ter um idoso na sua casa. Tendo em conta as limitações das pessoas idosas em termos de saúde, a incapacidade de assistir uma pessoa idosa é ainda maior. Uma possível solução é colocar os idosos em casas de repouso ou centros geriátricos. Contudo, devido ao crescimento da comunidade idosa, não existem unidades geriátricas suficientes para todas as pessoas. A tecnologia pode providenciar assistência e bem-estar na vida cotidiana de uma pessoa idosa, através de serviços personalizados de baixo custo, servindo como uma possível resposta aos problemas apresentados. Nesta tese apresenta-se o iGenda, como uma plataforma de desenvolvimento de assistentes cognitivos. Um assistente cognitivo que assegura vários serviços orientados ao utilizador, interagindo com o utilizador de forma ubíqua e transparente. Este trabalho de investigação tem como lema: mudar a vida do utilizador sem o mudar. Isto significa que a plataforma tem como objetivo mudar a vida do utilizador, ao proporcionar uma maior qualidade de vida, sem que o utilizador tenha dificuldade a adaptar-se ou a utilizar a plataforma. As respostas para os desafios sociais e tecnológicos apresentados pela nossa sociedade são fornecidas pelo desenvolvimento de uma plataforma intuitiva, barata e capaz de ser integrada num ecossistema de Ambient Assisted Living. Deste modo, o processo de agendamento inteligente é assegurado por uma arquitetura multiagente e independente de plataformas, apresentada nesta tese. Sendo que o assistente cognitivo é implementado em quatro casos de estudo: uma plataforma de sensores, um sistema digital de guias clínicos, um sistema de orientação baseado em realidade aumentada e um sistema de deteção de quedas. Estes casos de estudo validam os desafios sociais e tecnológicos, portanto validando também o iGenda. Isto verifica-se com a integração completa com outros sistemas, sem muitas alterações à arquitetura ou ao arquétip