An Engineering Toolbox to Build Situation Aware Ambient Assisted Living Systems

Abstract Due to increasing anticipated average life and health expenditure ambient assisted living (AAL) systems attract the attention of researchers. To successfully build and deploy AAL systems knowledge from different fields of computer science is needed: pervasive computing to gain the raw data, machine learning and pattern recognition to interpret these data and HCI knowledge to allow implicit interaction with the system. In this paper we propose a reference architecture for building AAL systems. Based on this reference architecture we introduce a toolbox that simplifies the development of AAL systems. The toolbox consists of a meta-model for pipeline systems, a low-level context model, high-level context ontologies, customizable components and tool support

Ami-deu : un cadre sémantique pour des applications adaptables dans des environnements intelligents

Cette thèse vise à étendre l’utilisation de l'Internet des objets (IdO) en facilitant le développement d’applications par des personnes non experts en développement logiciel. La thèse propose une nouvelle approche pour augmenter la sémantique des applications d’IdO et l’implication des experts du domaine dans le développement d’applications sensibles au contexte. Notre approche permet de gérer le contexte changeant de l’environnement et de générer des applications qui s’exécutent dans plusieurs environnements intelligents pour fournir des actions requises dans divers contextes. Notre approche est mise en œuvre dans un cadriciel (AmI-DEU) qui inclut les composants pour le développement d’applications IdO. AmI-DEU intègre les services d’environnement, favorise l’interaction de l’utilisateur et fournit les moyens de représenter le domaine d’application, le profil de l’utilisateur et les intentions de l’utilisateur. Le cadriciel permet la définition d’applications IoT avec une intention d’activité autodécrite qui contient les connaissances requises pour réaliser l’activité. Ensuite, le cadriciel génère Intention as a Context (IaaC), qui comprend une intention d’activité autodécrite avec des connaissances colligées à évaluer pour une meilleure adaptation dans des environnements intelligents. La sémantique de l’AmI-DEU est basée sur celle du ContextAA (Context-Aware Agents) – une plateforme pour fournir une connaissance du contexte dans plusieurs environnements. Le cadriciel effectue une compilation des connaissances par des règles et l'appariement sémantique pour produire des applications IdO autonomes capables de s’exécuter en ContextAA. AmI- DEU inclut également un outil de développement visuel pour le développement et le déploiement rapide d'applications sur ContextAA. L'interface graphique d’AmI-DEU adopte la métaphore du flux avec des aides visuelles pour simplifier le développement d'applications en permettant des définitions de règles étape par étape. Dans le cadre de l’expérimentation, AmI-DEU comprend un banc d’essai pour le développement d’applications IdO. Les résultats expérimentaux montrent une optimisation sémantique potentielle des ressources pour les applications IoT dynamiques dans les maisons intelligentes et les villes intelligentes. Notre approche favorise l'adoption de la technologie pour améliorer le bienêtre et la qualité de vie des personnes. Cette thèse se termine par des orientations de recherche que le cadriciel AmI-DEU dévoile pour réaliser des environnements intelligents omniprésents fournissant des adaptations appropriées pour soutenir les intentions des personnes.Abstract: This thesis aims at expanding the use of the Internet of Things (IoT) by facilitating the development of applications by people who are not experts in software development. The thesis proposes a new approach to augment IoT applications’ semantics and domain expert involvement in context-aware application development. Our approach enables us to manage the changing environment context and generate applications that run in multiple smart environments to provide required actions in diverse settings. Our approach is implemented in a framework (AmI-DEU) that includes the components for IoT application development. AmI- DEU integrates environment services, promotes end-user interaction, and provides the means to represent the application domain, end-user profile, and end-user intentions. The framework enables the definition of IoT applications with a self-described activity intention that contains the required knowledge to achieve the activity. Then, the framework generates Intention as a Context (IaaC), which includes a self-described activity intention with compiled knowledge to be assessed for augmented adaptations in smart environments. AmI-DEU framework semantics adopts ContextAA (Context-Aware Agents) – a platform to provide context-awareness in multiple environments. The framework performs a knowledge compilation by rules and semantic matching to produce autonomic IoT applications to run in ContextAA. AmI-DEU also includes a visual tool for quick application development and deployment to ContextAA. The AmI-DEU GUI adopts the flow metaphor with visual aids to simplify developing applications by allowing step-by-step rule definitions. As part of the experimentation, AmI-DEU includes a testbed for IoT application development. Experimental results show a potential semantic optimization for dynamic IoT applications in smart homes and smart cities. Our approach promotes technology adoption to improve people’s well-being and quality of life. This thesis concludes with research directions that the AmI-DEU framework uncovers to achieve pervasive smart environments providing suitable adaptations to support people’s intentions

Future bathroom: A study of user-centred design principles affecting usability, safety and satisfaction in bathrooms for people living with disabilities

Research and development work relating to assistive technology 2010-11 (Department of Health) Presented to Parliament pursuant to Section 22 of the Chronically Sick and Disabled Persons Act 197

Analyse, modélisation et implémentation de stratégies d’assistance : déploiement d’orthèses cognitives pour les activités instrumentales de la vie quotidienne des traumatisés crâniens

De nos jours, les traumatismes cranio-cérébraux (TCC) sévères sont considérés comme un problème de santé publique au plan mondial. En effet, un TCC sévère engendre des répercussions importantes dans la vie des personnes l’ayant subi. Ces répercussions sont liées aux dysfonctionnements cognitifs, émotionnels et comportementaux. Ces troubles occasionnent une baisse, souvent très importante, de leur indépendance dans la réalisation des Activités Instrumentales de la Vie Quotidienne (AIVQ), telles que préparer un repas, gérer ses finances, utiliser son téléphone, conduire une automobile, faire des achats, etc. Très souvent, les personnes ayant subi un TCC sévère doivent retourner vivre au sein de leur domicile malgré les grandes difficultés liées à leur état. Les TCC sévères ressentiront très souvent le besoin d’assistance pour la réalisation des AIVQ. Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un grand projet de recherche financé par les Instituts de recherche en santé du Canada et le Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et en Génie du Canada (CRSNG). En particulier, le Projet de Recherche Concertée sur la Santé (PRCS). L’objectif de cette thèse, au sein de ce projet, consiste à concevoir, représenter, formaliser et implémenter une structure d’assistance cognitive contextuelle et adaptative selon le profil des personnes atteintes de TCC sévère pour la réalisation des AIVQ. Cette assistance favorisera leur indépendance dans la réalisation des AIVQ au sein de leur domicile. La conception de cette assistance cognitive numérique implique un travail interdisciplinaire entre l’ergothérapie et l’informatique, afin de passer de la pratique d’assistance fournie par des cliniciens à la formulation formelle et à l’implémentation. Cette conception s’appuie sur une démarche de conception participative qui sollicite principalement les résidents d’un milieu d’hébergement alternatif domotisé.Abstract: Severe Traumatic Brain Injury (TBI) is considered a public health problem. Indeed, severe TBI causes significant cognitive, emotional and behavioral repercussions that impact the lives of these individuals, particularly their ndependence in Instrumental Activities of Daily Living (IADLs). Individuals who have experienced severe TBI frequently return to live in their homes despite the severe difficulties associated with their condition, though the need for assistance to perform IADLs frequently persists. The objective of this thesis is to design, represent, formalize and implement a context-aware and adaptive structure of cognitive assistance. This assistance is created according to the general needs of individuals with severe TBI for IADL performance. The proposed assistance will promote their independence to perform IADL in a home environment. The design of this cognitive assistance technology involves an interdisciplinary collaboration between occupational therapy and computer science, to evolve from the assistance provided by the clinicians to a formal computer science formulation and implementation. This design is based on a participative design approach that mainly involves TBI residents of a smart alternative housing unit. A prototype of a cognitive orthotic for meal preparation (COOK) was created and deployed within an alternative housing unit. Implementation of this cognitive orthotic lifted the prohibition on use of a stove for meal preparation that had previously been placed on their residents. By allowing these residents to cook independently, COOK has contributed to helping them become more independent in cooking and more confident in their ability to do so

8th Annual Research in the Capitol [Program], March 26, 2013

Program of research presentations given at the Capitol by students from the University of Northern Iowa, Iowa State University, and the University of Iowa.https://scholarworks.uni.edu/programs_rcapitol/1009/thumbnail.jp

From shoes to ICT: a determined project, based on information technology and sustainable development, set for a long-lasting future

From shoes to ICT (Information and Communication Technology): how a rural area was given the chance to climb out of a crisis in traditional manufacturing industries and improve its prosperity. Local development can be built on innovation through new technologies. In the North of Alsace, France, the ADEC, a local development structure, was created with this very purpose. Can ADEC be seen as a good practice? What are the limits of such a structure? What new steps must be taken to ensure its continuation and effectiveness in the future for all its stakeholders? The ADEC experience shows how a team of deeply committed entrepreneurs and politicians can build a collective project, in coherence with EU policies, over the long-term. Through drawing out some of the key guidelines from the ADEC story, it is possible to transfer partly to other territories some of the ADEC practice.Como pode uma região rural ultrapassar a crise da indús- tria tradicional e prosperar, e como pode o desenvolvimento local assentar em inovação baseada em novas tecnologias? A resposta é procurada através do exemplo da ADEC, grupo de desenvolvimento local do Norte da Alsácia. São discutidas as suas boas práticas, os respectivos limites, os passos necessários para assegurar a sua continuidade e a participação efectiva de todos os actores. Desta experiência destaca-se a importância de se contar, a longo prazo, com uma equipa de empresários e políticos profundamente envolvidos na construção de um projecto colectivo, centrado nas políticas da União Europeia, e extraem-se ensinamentos parcialmente transfe-ríveis para outros territórios

Smart kitchen for Ambient Assisted Living

El envejecimiento de la población es una realidad en todos los países desarrollados. Las predicciones de crecimiento de esta población son alarmantes, planteando un reto para los servicios sociales y sanitarios. Las personas ancianas padecen diversas discapacidades que se van acentuando con la edad, siendo más propensas a sufrir accidentes domésticos, presentando problemas para realizar tareas cotidianas, etc. Esta situación conlleva a una pérdida paulatina de capacidades que en muchas ocasiones acaba con la vida autónoma de la persona. En este contexto, las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) aplicadas al entorno doméstico pueden jugar un papel importante, permitiendo que las personas ancianas vivan más tiempo, de forma independiente en su propio hogar, presentando, por tanto, una alternativa a la hospitalización o institucionalización de las mismas. Este trabajo da un paso más en este sentido, presentando el diseño y desarrollo de un Ambiente Inteligente en la cocina, que ayuda a las personas ancianas y/o con discapacidad a desempeñar sus actividades de la vida diaria de una forma más fácil y sencilla. Esta tesis realiza sus principales aportaciones en dos campos: El metodológico y el tecnológico. Por un lado se presenta una metodología sistemática para extraer necesidades de colectivos específicos a fin de mejorar la información disponible por el equipo de diseño del producto, servicio o sistema. Esta metodología se basa en el estudio de la interacción Hombre-Máquina en base a los paradigmas y modelos existentes y el modelado y descripción de las capacidades del usuario en la misma utilizado el lenguaje estandarizado propuesto en la Clasificación Internacional del Funcionamiento, de la Discapacidad y de la Salud (CIF). Adicionalmente, se plantea el problema de la evaluación tecnológica, diseñando la metodología de evaluación de la tecnología con la finalidad de conocer su accesibilidad, funcionalidad y usabilidad del sistema desarrollado y aplicándola a 61 usuarios y 31 profesionales de la gerontología. Desde un punto de vista técnico, se afronta el diseño de un ambiente asistido inteligente (Ambient Assisted Living, AAL) en la cocina, planteando y definiendo la arquitectura del sistema. Esta arquitectura, basada en OSGi (Open Services Gateway initiative), oferta un sistema modular, con altas capacidades de interoperabilidad y escalabilidad. Además, se diseña e implementa una red de sensores distribuida en el entorno con el fin de obtener la mayor información posible del contexto, presentando distintos algoritmos para obtener información de alto nivel: detección de caídas o localización. Todos los dispositivos presentes en el entorno han sido modelados utilizando la taxonomía propuesta en OSGi4AmI, extendiendo la misma a los electrodomésticos más habituales de la cocina. Finalmente, se presenta el diseño e implementación de la inteligencia del sistema, que en función de la información procedente del contexto y de las capacidades del usuario da soporte a las principales actividades de la vida diaria (AVD) en la cocina

Enhanced Living Environments

This open access book was prepared as a Final Publication of the COST Action IC1303 “Algorithms, Architectures and Platforms for Enhanced Living Environments (AAPELE)”. The concept of Enhanced Living Environments (ELE) refers to the area of Ambient Assisted Living (AAL) that is more related with Information and Communication Technologies (ICT). Effective ELE solutions require appropriate ICT algorithms, architectures, platforms, and systems, having in view the advance of science and technology in this area and the development of new and innovative solutions that can provide improvements in the quality of life for people in their homes and can reduce the financial burden on the budgets of the healthcare providers. The aim of this book is to become a state-of-the-art reference, discussing progress made, as well as prompting future directions on theories, practices, standards, and strategies related to the ELE area. The book contains 12 chapters and can serve as a valuable reference for undergraduate students, post-graduate students, educators, faculty members, researchers, engineers, medical doctors, healthcare organizations, insurance companies, and research strategists working in this area