How to Relax in Stressful Situations: A Smart Stress Reduction System

Stress is an inescapable element of the modern age. Instances of untreated stress may lead to a reduction in the individual's health, well-being and socio-economic situation. Stress management application development for wearable smart devices is a growing market. The use of wearable smart devices and biofeedback for individualized real-life stress reduction interventions has received less attention. By using our unobtrusive automatic stress detection system for use with consumer-grade smart bands, we first detected stress levels. When a high stress level is detected, our system suggests the most appropriate relaxation method by analyzing the physical activity-based contextual information. In more restricted contexts, physical activity is lower and mobile relaxation methods might be more appropriate, whereas in free contexts traditional methods might be useful. We further compared traditional and mobile relaxation methods by using our stress level detection system during an eight day EU project training event involving 15 early stage researchers (mean age 28; gender 9 Male, 6 Female). Participants' daily stress levels were monitored and a range of traditional and mobile stress management techniques was applied. On day eight, participants were exposed to a 'stressful' event by being required to give an oral presentation. Insights about the success of both traditional and mobile relaxation methods by using the physiological signals and collected self-reports were provided

Smart workplaces: a system proposal for stress management

Over the past last decades of contemporary society, workplaces have become the primary source of many health issues, leading to mental problems such as stress, depression, and anxiety. Among the others, environmental aspects have shown to be the causes of stress, illness, and lack of productivity. With the arrival of new technologies, especially in the smart workplaces field, most studies have focused on investigating the building energy efficiency models and human thermal comfort. However, little has been applied to occupants’ stress recognition and well-being overall. Due to this fact, this present study aims to propose a stress management solution for an interactive design system that allows the adapting of comfortable environmental conditions according to the user preferences by measuring in real-time the environmental and biological characteristics, thereby helping to prevent stress, as well as to enable users to cope stress when being stressed. The secondary objective will focus on evaluating one part of the system: the mobile application. The proposed system uses several usability methods to identify users’ needs, behavior, and expectations from the user-centered design approach. Applied methods, such as User Research, Card Sorting, and Expert Review, allowed us to evaluate the design system according to Heuristics Analysis, resulting in improved usability of interfaces and experience. The study presents the research results, the design interface, and usability tests. According to the User Research results, temperature and noise are the most common environmental stressors among the users causing stress and uncomfortable conditions to work in, and the preference for physical activities over the digital solutions for coping with stress. Additionally, the System Usability Scale (SUS) results identified that the system’s usability was measured as “excellent” and “acceptable” with a final score of 88 points out of the 100. It is expected that these conclusions can contribute to future investigations in the smart workplaces study field and their interaction with the people placed there.Nas últimas décadas da sociedade contemporânea, o local de trabalho tem se tornado principal fonte de muitos problemas de saúde mental, como o stress, depressão e ansiedade. Os aspetos ambientais têm se revelado como as causas de stress, doenças, falta de produtividade, entre outros. Atualmente, com a chegada de novas tecnologias, principalmente na área de locais de trabalho inteligentes, a maioria dos estudos tem se concentrado na investigação de modelos de eficiência energética de edifícios e conforto térmico humano. No entanto, pouco foi aplicado ao reconhecimento do stress dos ocupantes e ao bem-estar geral das pessoas. Diante disso, o objetivo principal é propor um sistema de design de gestão do stress para um sistema de design interativo que permita adaptar as condições ambientais de acordo com as preferências de utilizador, medindo em tempo real as características ambientais e biológicas, auxiliando assim na prevenção de stress, bem como ajuda os utilizadores a lidar com o stress quando estão sob o mesmo. O segundo objetivo é desenhar e avaliar uma parte do projeto — o protótipo da aplicação móvel através da realização de testes de usabilidade. O sistema proposto resulta da abordagem de design centrado no utilizador, utilizando diversos métodos de usabilidade para identificar as necessidades, comportamentos e as expectativas dos utilizadores. Métodos aplicados, como Pesquisa de Usuário, Card Sorting e Revisão de Especialistas, permitiram avaliar o sistema de design de acordo com a análise heurística, resultando numa melhoria na usabilidade das interfaces e experiência. O estudo apresenta os resultados da pesquisa, a interface do design e os testes de usabilidade. De acordo com os resultados de User Research, a temperatura e o ruído são os stressores ambientais mais comuns entre os utilizadores, causando stresse e condições menos favoráveis para trabalhar, igualmente existe uma preferência por atividades físicas sobre as soluções digitais na gestão do stresse. Adicionalmente, os resultados de System Usability Scale (SUS) identificaram a usabilidade do sistema de design como “excelente” e “aceitável” com pontuação final de 88 pontos em 100. É esperado que essas conclusões possam contribuir para futuras investigações no campo de estudo dos smart workplaces e sua interação com os utilizadores

Stress and Health

Acute stressful experiences or high levels of chronic stress are risk factors for mental and physical disorders. Insights into the effects of posttraumatic stress disorder and other stress-related disorders experienced by war veterans, refugees, and immigrants are presented. This volume also presents examinations of the pathological effects of stress that may disrupt the normal relationships between individuals and their families. The health of individuals and their children may be enhanced by interventions to help them manage the effects of stressful life experiences and environments. Innovative and effective interventions are examined and their applications are recommended

Bio-Radar: sistema de aquisição de sinais vitais sem contacto

The Bio-Radar system is capable to measure vital signs accurately, namely the respiratory and cardiac signal, using electromagnetic waves. In this way, it is possible to monitor subjects remotely and comfortably for long periods of time. This system is based on the micro-Doppler effect, which relates the received signal phase variation with the distance change between the subject chest-wall and the radar antennas, which occurs due to the cardiopulmonary function. Considering the variety of applications where this system can be used, it is required to evaluate its performance when applied to real context scenarios and thus demonstrate the advantages that bioradar systems can bring to the general population. In this work, a bio-radar prototype was developed in order to verify the viability to be integrated in specific applications, using robust and low profile solutions that equally guarantee the general system performance while addressing the market needs. Considering these two perspectives to be improved, different level solutions were developed. On the hardware side, textile antennas were developed to be embedded in a car seat upholstery, thus reaching a low profile solution and easy to include in the industrialization process. Real context scenarios imply long-term monitoring periods, where involuntary body motion can occur producing high amplitude signals that overshadow the vital signs. Non-controlled monitoring environments might also produce time varying parasitic reflections that have a direct impact in the signal. Additionally, the subject's physical stature and posture during the monitoring period can have a different impact in the signals quality. Therefore, signal processing algorithms were developed to be robust to low quality signals and non-static scenarios. On the other hand, the bio-radar potential can also be maximized if the acquired signals are used pertinently to help identify the subject's psychophysiological state enabling one to act accordingly. The random body motion until now has been seen as a noisy source, however it can also provide useful information regarding subject's state. In this sense, the acquired vital signs as well as other body motions were used in machine learning algorithms with the goal to identify the subject's emotions and thus verify if the remotely acquired vital signs can also provide useful information.O sistema Bio-Radar permite medir sinais vitais com precisão, nomeadamente o sinal respiratório e cardíaco, utilizando ondas eletromagnéticas para esse fim. Desta forma, é possível monitorizar sujeitos de forma remota e confortável durante longos períodos de tempo. Este sistema é baseado no efeito de micro-Doppler, que relaciona a variação de fase do sinal recebido com a alteração da distância entre as antenas do radar e a caixa torácica do sujeito, que ocorre durante a função cardiopulmonar. Considerando a variedade de aplicações onde este sistema pode ser utilizado, é necessário avaliar o seu desempenho quando aplicado em contextos reais e assim demonstrar as vantagens que os sistemas bio-radar podem trazer à população geral. Neste trabalho, foi desenvolvido um protótipo do bio radar com o objetivo de verificar a viabilidade de integrar estes sistemas em aplicações específicas, utilizando soluções robustas e discretas que garantam igualmente o seu bom desempenho, indo simultaneamente de encontro às necessidades do mercado. Considerando estas duas perspetivas em que o sistema pode ser melhorado, foram desenvolvidas soluções de diferentes níveis. Do ponto de vista de hardware, foram desenvolvidas antenas têxteis para serem integradas no estofo de um banco automóvel, alcançando uma solução discreta e fácil de incluir num processo de industrialização. Contextos reais de aplicação implicam períodos de monitorização longos, onde podem ocorrer movimentos corporais involuntários que produzem sinais de elevada amplitude que se sobrepõem aos sinais vitais. Ambientes de monitorização não controlados podem produzir reflexões parasitas variantes no tempo que têm impacto direto no sinal. Adicionalmente, a estrutura física do sujeito e a sua postura durante o período de monitorização podem ter impactos diferentes na qualidade dos sinais. Desta forma, foram desenvolvidos algoritmos de processamento de sinal robustos a sinais de baixa qualidade e a cenários não estáticos. Por outro lado, o potencial do bio radar pode também ser maximizado se os sinais adquiridos forem pertinentemente utilizados de forma a ajudar a identificar o estado psicofisiológico do sujeito, permitindo mais tarde agir em conformidade. O movimento corporal aleatório que foi até agora visto como uma fonte de ruído, pode no entanto também fornecer informação útil sobre o estado do sujeito. Neste sentido, os sinais vitais e outros movimentos corporais adquiridos foram utilizados em algoritmos de aprendizagem automática com o objetivo de identificar as emoções do sujeito e assim verificar que sinais vitais adquiridos remotamente podem também conter informação útil.Programa Doutoral em Engenharia Eletrotécnic