
跌倒是全球意外死亡的第二大原因。根据美国疾病控制和预防中心(CDC)的报告,意外跌倒在老年人身上常常发生,65岁以上老人大约30%容易受影响。年纪大的人因为跌倒而受伤或死亡的风险更大,而且风险会随着年龄增长。“久卧(long lie)”会带来负面的心理(害怕跌倒,进一步限制人的功能性活动)和生理(肌肉损伤、脱水、压疮、体温过低、肺炎和死亡)后果。
跌倒事件检测系统可以分为计算机视觉系统和穿戴设备系统。前者是在家里或其他地方使用照相机跟踪,当一个人长期处于不活跃状态,表明可能跌倒了。然而,在室外环境里有很多限制,没有足够的照相机。另一方面,穿戴设备的主要缺点是人必须穿加速度计,很多年纪大的人忘了穿戴,或是拒绝此类设备。
使用手机来检测跌倒事件,对于老年人,特别是独居老人而言是一项可行的、颇具吸引力的技术。根据国际电信联盟(ICU)的数据,到2009年底为止,全球手机订阅量已达到46亿。人们有可能会忘记穿戴特殊的微型传感器,但差不多每时每刻都不可缺少手机。
科研出版社英文期刊《E-Health Telecommunication Systems and Networks》(远程医疗系统和网络)上发表的文章中,中国科学院深圳先进技术研究院Ye Li等学者采用了一种叫联想乐、带安卓操作系统的智能手机,进行跌倒检测研究。手机检测的操作过程为:使用三轴加速度计收集数据,进行数据处理,提取特征,跌倒事件检测运算(具体算法点击原文链接查看),质疑是否跌倒,是则手机蜂鸣声提醒用户,等待用户反应,否则返回数据收集阶段。用户做出反应则为错误检测,用户重置系统,未做出反应则获得跌倒位置的GPS和地图,将其发送给预设人,并响起蜂鸣声。
人体上穿戴的理想型加速度计的输出主要来源包括身体运动产生的加速度,重力加速度,外部,而不是人体本身(例如车辆带来的)产生的振动,撞上其他物体传感器产生的加速度。前两者与身体下意识的移动有关,后两者可能会给加速度计输出带来“噪音”,应该通过适当过滤技术削弱。
这种研发出来的依据智能手机获取的数据进行跌倒检测的系统被用于实时环境中,根据学者的算法,身体运动可以分为五种不同模式:垂直活动、躺着、坐着或静态站立、水平活动和跌倒。
智能手机对大多数人来说是现成的解决方案,自动定位的方式也鼓励了老人到户外去活动。但学者认为还有两个问题要解决,才能让这个方案更可行。第一是适应日常穿戴问题。这个系统要求人们将智能机佩戴在腰间,但人们通常将手机放在衣裤的口袋里,身体和智能机之间是松散的接触关系。第二是随时监测跌倒的问题。这个系统指挥在智能机别在腰间的时候工作,假设用户在打电话或读短信的时候跌倒,系统就不能检测出跌倒了。
有新闻称目前市面上的老人手机没有春天,越来越多的中老年一代开始使用微信,内心也想去追赶子女一辈的潮流步伐,并不希望活在一个与年轻人相区隔的世界,智能化、时尚化、人性化理应也成为老人机的潮流风向。开发出适合老人的智能机,也会为这个跌倒检测系统提供良好的载体。
原文链接:https://www.scirp.org/journal/PaperInformation.aspx?PaperID=18069
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