Ambient-aware continuous care through semantic context dissemination

Background: The ultimate ambient-intelligent care room contains numerous sensors and devices to monitor the patient, sense and adjust the environment and support the staff. This sensor-based approach results in a large amount of data, which can be processed by current and future applications, e. g., task management and alerting systems. Today, nurses are responsible for coordinating all these applications and supplied information, which reduces the added value and slows down the adoption rate. The aim of the presented research is the design of a pervasive and scalable framework that is able to optimize continuous care processes by intelligently reasoning on the large amount of heterogeneous care data. Methods: The developed Ontology-based Care Platform (OCarePlatform) consists of modular components that perform a specific reasoning task. Consequently, they can easily be replicated and distributed. Complex reasoning is achieved by combining the results of different components. To ensure that the components only receive information, which is of interest to them at that time, they are able to dynamically generate and register filter rules with a Semantic Communication Bus (SCB). This SCB semantically filters all the heterogeneous care data according to the registered rules by using a continuous care ontology. The SCB can be distributed and a cache can be employed to ensure scalability. Results: A prototype implementation is presented consisting of a new-generation nurse call system supported by a localization and a home automation component. The amount of data that is filtered and the performance of the SCB are evaluated by testing the prototype in a living lab. The delay introduced by processing the filter rules is negligible when 10 or fewer rules are registered. Conclusions: The OCarePlatform allows disseminating relevant care data for the different applications and additionally supports composing complex applications from a set of smaller independent components. This way, the platform significantly reduces the amount of information that needs to be processed by the nurses. The delay resulting from processing the filter rules is linear in the amount of rules. Distributed deployment of the SCB and using a cache allows further improvement of these performance results

ContextAA : plateforme sensible au Contexte pour aborder le problème de l’espace intelligent ouvert

Les environnements intelligents traditionnels sont des espaces délimités à l’intérieur desquels il est possible d’offrir un soutien spécialisé à des individus. Bien que ces espaces aient fait la démonstration de leur utilité, l’avènement des technologies mobiles et le gain de mobilité qui en découle pour les individus profitant d’environnements intelligents complique le maintien d’une continuité de service pour ceux-ci. Pourtant, les besoins des individus ne s’estompent pas lorsqu’ils franchissent le pas de la porte de leur logis. C’est pour cette raison que nous avons conçu ContextAA, une plateforme visant à résoudre le problème de la continuité de service dans un contexte d’usagers mobiles à travers un environnement hétérogène où la qualité de la connectivité peut varier. ContextAA se veut une solution générale au problème de l’espace intelligent ouvert, concept qui inclut à la fois les espaces intelligents classiques et celui, plus large et sans frontières prédéterminées, dans lequel tout individu et tout agent est présumé capable de mobilité. En ce sens, ContextAA fait le choix de supporter des variations dans la qualité de service, en fonction de la richesse offerte dans l’environnement immédiat, privilégiant en retour une continuité de service. Les éléments clés de ContextAA sont une architecture répartie reposant sur des composants Hôtes, à l’intérieur desquels logent des Agents standards, participant à l’offre de services de leur Hôte, et des Agents du domaine, chargés d’une mission et opérant sur la base d’une perspective individuée sur le Contexte, que nous nommons le Contexte-selon. Chaque Agent du domaine s’inscrit dans un cycle de vie, et plus spécifiquement dans un cycle opératoire, et peut migrer d’un Hôte à l’autre si cela lui permet de poursuivre sa mission. Au cœur de ContextAA se trouve le Contexte, qui est à la fois langage et objet de langage, données, métadonnées et opérations sur le Contexte. De par le langage du Contexte et de par son architecture où les opérations sont basées sur le Contexte, ContextAA se présente comme une architecture capable d’accommoder des nœuds à faibles ressources, comme on en trouve par exemple dans le monde de l’Internet des objets, et où les Agents sont susceptibles de pouvoir poursuivre leur mission malgré la mobilité de leur Hôte, même lorsque cet Hôte se trouve en situation de connectivité limitée. ContextAA est utilisé sur des projets concrets, comme base sur laquelle sont maintenant construits des outils de plus haut niveau, et permet à la fois de mieux profiter des espaces intelligents traditionnels et d’aborder les problèmes spécifiques à l’espace intelligent ouvert