本發(fā)明涉及用于監(jiān)測人的日常生活的活動的系統(tǒng)和方法。
背景技術:
對人的健康狀態(tài)、身體能力、心理能力、或受傷后的恢復、住院和處置的功能評估或監(jiān)測是在醫(yī)學的大多數(shù)分支中的主要關注點,所述分支包括老年病學、康復和物理治療、神經學和整形外科、看護和老年人護理。
研究已經發(fā)現(xiàn),個體的功能性能力實際上是環(huán)境特異性的,因為當對象處在熟悉的環(huán)境中時,功能由于減少的困擾而增加。同樣地,對功能的一次評估不允許對一天或若干天的過程中的功能執(zhí)行的變化的評估,也不允許對在確定功能喪失后的特定臨床服務或處置(諸如康復)的適當性的過程中重要的改變的評估。
因此,存在優(yōu)選在人的家中或者在熟悉的環(huán)境內評估或監(jiān)測人的獨立機能的共識。
獨立功能的水平通常由日常生活的活動(adl)被執(zhí)行的質量來指示。adl指代人在一天中執(zhí)行的最為常見的活動。因此,adl的降低的質量能夠是針對所需要的護理的指示器。例如,一個或多個adl的規(guī)律的執(zhí)行中的異常能夠充當針對特殊關注的警告。
已經開發(fā)了在個體在其自己的家中或者在熟悉的環(huán)境內獨立地生活時來監(jiān)測個體的adl的設備和系統(tǒng)。例如,一種用于檢測人的日常生活的活動的這樣的已知系統(tǒng)包括三個主要部件:(i)傳感器系統(tǒng),其收集關于人的活動和行為的信息;(ii)智能(或信息處理)系統(tǒng),其解讀所述傳感器信號以獲得所需要的;以及(iii)用戶接口系統(tǒng),其使得護理提供者能夠檢查經解讀(處理)的信息。所述智能系統(tǒng)通常利用在本領域中被稱為人工智能的計算技術。所述系統(tǒng)可以由用于數(shù)據(jù)收集、傳輸和存儲的常規(guī)技術來支持。
然而,在實踐中,主要困難是遇到會在實際護理情況下發(fā)生的寬范圍的變化。例如,人會生活在不同建筑的房屋中,具有不同的生活方式和習慣。護理提供者也可能具有不同的需求、位置和/或生活方式。同樣地,不同的人可能具有不同的護理需求,并且因此,可能有興趣監(jiān)測活動和行為的不同方面。由于存在如此多的會在日常生活中發(fā)生的可能情景、情況和背景,在單一知識基礎下捕獲它們中的全部以及全部根據(jù)一范圍的傳感器信號來檢測它們是困難的。因此,非??赡艽嬖谖幢?一個或多個)常規(guī)系統(tǒng)覆蓋的例外。
同樣地,努力覆蓋所有可能的背景和情況的日益增長的復雜度要求更為昂貴的系統(tǒng),并且還導致增加的(即,更慢的)響應時間。
所生成的相關信息的準確性或量也可能由于設法滿足大量的備選情況而被降低。例如,盡管許多情況可能與被監(jiān)測的人不相關,但是這些不相關的情況仍然可能被系統(tǒng)考慮和選擇,由此提供錯誤的響應。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明由權利要求書來限定。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了一種用于監(jiān)測環(huán)境內的人的日常生活的活動adl的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:adl推測單元,所述adl推測單元適于接收表示如下中的至少一項的性質的檢測值的傳感器輸出信號:所述人,以及所述環(huán)境,并且所述adl推測單元適于生成表示所述人的推測的adl的推測的adl輸出信號;以及監(jiān)測器單元,所述監(jiān)測器單元適于根據(jù)如下中的至少一項來生成監(jiān)測器信號:所接收的傳感器輸出信號,以及所推測的adl輸出信號。
本發(fā)明基于如下認識:用于監(jiān)測人的adl的系統(tǒng)能夠被用于生成針對警報或警告系統(tǒng)的監(jiān)測器信號,其例如能夠指示人需要幫助。提出了根據(jù)兩種類型的信息中的任一種或者根據(jù)這兩種類型的信息的組合來生成這樣的監(jiān)測器信號。第一類型的信息可以涉及根據(jù)傳感器輸出信號推測的人的adl,并且第二類型的信息可以涉及(原始的或經采樣的)傳感器輸出信號自身。換言之,監(jiān)測器信號可以基于推測的adl來生成,其中,已經(由推測系統(tǒng))根據(jù)一個或多個傳感器信號推測了adl,或者可以直接基于一個或多個傳感器信號(即,繞過推測系統(tǒng)和推測的adl)來生成監(jiān)測器信號。
因此,推測的adl可以被作為輸入提供給監(jiān)測器單元的第一部分,并且所述監(jiān)測器單元的所述第一部分可以根據(jù)所推測的adl來生成警報信號。以這種方式,所述監(jiān)測器單元的所述第一部分可以使用所推測的adl來實現(xiàn)對簡單的警告&警報的創(chuàng)建。然而,另外,可以為所述監(jiān)測器單元的第二部分直接提供傳感器數(shù)據(jù)/信號(即,繞過adl推測單元),并且所述監(jiān)測器單元的所述第二部分可以根據(jù)所述傳感器數(shù)據(jù)/信號直接生成警報信號。所述監(jiān)測器單元的所述第二部分因此可以使用原始傳感器數(shù)據(jù)/信號來實現(xiàn)對高度特異性和/或準確的警告和警報的創(chuàng)建。
此外,所述監(jiān)測器單元可以組合原始傳感器數(shù)據(jù)/信號與所推測的adl,由此提供混合形式的警報。
存在能夠被實施例采用的許多傳感器。典型的傳感器包括pir(被動紅外;測量移動和存在)、oc(開-閉;測量門(尤其是前門)、窗戶和櫥柜(包括冰箱)的狀態(tài))、功率傳感器(測量器具(諸如微波爐、水炊具、tv等等)的電流消耗)、以及壓力墊(測量坐在椅子中、躺在床上、站在前門前方的門墊上的用戶的占用等)。存在并且能設想到許多其他傳感器,諸如用信號傳達燈開關狀態(tài)的傳感器、或者測量環(huán)境狀況(諸如濕度、co2水平(或co和煙))的傳感器,等等。另一范圍的傳感器是基于物理量的那些傳感器,諸如加速度計、磁力計、陀螺儀和空氣壓力傳感器。加速度計例如也能夠測量門的狀態(tài)以及其開-閉移動。又一范圍的傳感器由麥克風和相機(包括譜的紅外(ir)、或者甚至uv和超過uv的部分)組成,gps和位置敏感ir也屬于該范圍的傳感器?;诔暬騬f的傳感器(包括rfid標簽)提供額外的輸入。具有自己的ip地址的、被稱為物聯(lián)網的器具提供能夠由智能家居系統(tǒng)獲取的另外的傳感器輸入信號。
盡管(一個或多個)傳感器可以被安裝在環(huán)境(例如,人的家)中,但是所述傳感器也可以被附接到用戶用品(諸如鑰匙圈)或者被放在衣物中、被放在口袋或包中、或者作為鞋墊或內衣等。所述傳感器也可以被制作成被明顯地穿戴,如腕表或垂飾。此外,所述傳感器可以經由有線或無線連接或者其組合傳輸其輸出信號。
所述傳感器也可以適于對檢測到的值進行初步處理,諸如信號濾波、采樣、調節(jié)等,以便例如減小所要求的傳輸帶寬和/或傳輸持續(xù)時間。
因此,可以利用提供關于特定環(huán)境狀況、或環(huán)境的性質/參數(shù)(例如,諸如溫度或濕度)、或人的性質(例如,諸如移動)的數(shù)據(jù)的相對簡單的傳感器來實現(xiàn)不突兀監(jiān)測。用于測量環(huán)境狀況或環(huán)境的性質/參數(shù)的這樣的傳感器可以是簡單的、小的和/或便宜的。同樣地,人的移動可以利用例如為便宜部件的被動紅外(pir)傳感器來檢測。移動傳感器可以被用于打開光,并且因此人通常熟悉其使用。因此,實施例可以采用被認為是不突兀的并且更容易被監(jiān)測的人所接受的傳感器。然而,利用由這些傳感器所提供的數(shù)據(jù),adl可以被確定,并且提供關于正在被監(jiān)測的人的更多信息。
例如,利用在浴室中的濕度傳感器和移動傳感器,可以推測人正在淋浴。在另外的范例中,利用廚房中的溫度傳感器和移動傳感器,可以確定人正在準備熱餐。另外的優(yōu)點是,所述傳感器可以是例如位于浴室中和位于廚房中的靜止傳感器,由此使得不必使人穿戴設備。
日常生活的活動涉及人規(guī)律地執(zhí)行的基本活動。日常生活的活動的范例是:進食;烹飪;服藥;睡眠;如廁;洗浴;以及洗滌等。實施例因此可以以不突兀的方式提供關于人的adl的信息。
在實施例中,所述adl推測單元可以包括:第一推測子系統(tǒng),所述第一推測子系統(tǒng)適于:接收傳感器輸出信號,基于所接收的傳感器輸出信號來推測本原(primitive)adl事件,并且生成表示所推測的本原adl事件的本原adl信號;以及第二推測子系統(tǒng),所述第二推測子系統(tǒng)適于:接收所述本原adl信號,根據(jù)所接收的本原adl信號來推測合計(aggregate)adl事件,并且生成表示所推測的合計adl事件的合計adl信號。所述adl推測單元然后可以適于根據(jù)如下中的至少一項來生成所推測的adl輸出信號:所述本原adl信號;以及所述合計adl信號。所述adl推測單元因此可以適于基于來自所述第一推測子系統(tǒng)的所述本原adl信號以及來自所述第二推測子系統(tǒng)的所述合計adl信號來生成所推測的adl輸出信號。所推測的adl輸出信號因此可以根據(jù)推測的本原adl事件和推測的合計adl事件。推測的本原和合計adl事件因此可以被用于生成表示所述人的推測的adl的adl輸出信號。
因此,提出了在基于規(guī)則的形式體系(例如,基于規(guī)則的推測方法)中構筑(cast)對adl的推測的想法。表述“基于規(guī)則的”優(yōu)選在廣義上進行理解,使得其不僅指代使用規(guī)則語言的系統(tǒng),而且還指代相當于或類似于規(guī)則的(邏輯)系統(tǒng)。例如,可以通過采用關于集合和子集的語言的基于規(guī)則的系統(tǒng)來實施本體論,其中,子集關系能夠被視為相當于規(guī)則陳述(例如,關系“a是b的子集”相當于規(guī)則“如果a那么b”)。
此外,因為基于規(guī)則的系統(tǒng)(以及一般而言基于邏輯的系統(tǒng))會遭受高計算復雜度,僅可以在基于規(guī)則的形式體系中構筑推測的一部分,以便將計算復雜度維持在可接受的界限內。
具體地,已經認識到,能夠基于adl事件是“本原”事件還是“合計”事件來區(qū)分adl事件。本原adl事件可以在形式化的推測系統(tǒng)/方法之外被推測(即,直接根據(jù)原始傳感器輸出信號來推測)。本原adl事件然后可以充當對創(chuàng)建合計adl事件的規(guī)則的輸入。換言之,合計adl事件可以基于多個本原adl事件來形成。
通過范例的方式,本原事件可能涉及時間時刻,而合計事件可能涉及時間間隔。因此,合計事件的特性可以是其覆蓋至少與本原adl事件一樣長的時間段。通過基于本原和合計事件相對于時間的性質進行區(qū)分,推測算法的設計以及對應的處理可以被簡化。
換言之,可能存在兩種類型的推測事件:分別為本原的和合計的,表示事件p和事件a。本原事件可以是指示adl中的轉變的時間時刻。另一方面,合計事件可以是保持adl的完整持續(xù)時間的時間間隔。
因此,如在圖1中所描繪的,可以例如通過檢測adl開始或結束的時間時刻而根據(jù)傳感器事件1來推測本原事件2??梢愿鶕?jù)本原事件2、例如根據(jù)檢測到的adl‘開始’與‘結束’時間時刻之間的時間間隔來推測合計事件3。在這兩個推測流程中,維持額外的狀態(tài),其與下一輸入事件一起被用于推測的下一循環(huán)。
還應當注意,可以識別另一水平的合計事件,其中,合計事件是根據(jù)另一合計事件來推測的。因此,將理解,合計事件可以根據(jù)本原事件、另一合計事件、或者根據(jù)本原事件與合計事件的組合進行推測。換言之,本原事件可以根據(jù)傳感器事件來推測,而合計事件不可以直接根據(jù)傳感器事件來推測。
通過直接根據(jù)原始傳感器輸出信號推測本原adl事件并且然后使用推測方法根據(jù)本原和/或合計adl事件推測合計adl事件,將意識到,可以在形式化的推測定義中構筑僅adl推測的子部分。這可以降低計算復雜度,并且也可以使得系統(tǒng)的用戶(例如,諸如護理提供者或醫(yī)學從業(yè)者)能夠創(chuàng)建、定義、修改、更改規(guī)則和約束。實施例因此可以使得合計adl事件被用戶定義、修改和擴展,由此為系統(tǒng)在其中操作的許多不同背景提供靈活性。實施例也可以使得處理負載中的一些能夠被分布遍及所述系統(tǒng)。例如,預先處理可以在傳感器處進行,使得可以在(一個或多個)傳感器處實施本原事件生成或推測。備選地或另外地,可以在通信網關處進行處理。在一些實施例中,可以在遠程網關或服務器處進行處理,由此放棄來自終端用戶或輸出設備的處理要求。為了使得用戶能夠修改規(guī)則,對本原事件的編輯可以被托管在被監(jiān)測的環(huán)境(例如,房屋)中,而對合計事件的編輯可以在中央服務器處被遠程地完成。處理和/或硬件的這樣的分布可以允許改善的維持能力(例如,通過將復雜或昂貴的硬件集中在優(yōu)選位置中)。其也可以使得計算負載和/或通信量能夠根據(jù)可用的處理能力而被設計或定位在聯(lián)網的系統(tǒng)中。優(yōu)選方案可以是局部地處理傳感器數(shù)據(jù),并且發(fā)送所提取的事件(例如,來自加速度計數(shù)據(jù)的開閉)以用于在遠程服務器處的完全處理。
此外,可以基于這樣的用戶定義的adl事件的發(fā)生來生成警報或警告。其也可以使得推測系統(tǒng)/方案的僅一部分采用基于規(guī)則的推測方法,因此減少處理要求,同時也實現(xiàn)基于本原和合計adl事件對adl的推測。
通過使用用于adl推測的基于邏輯的系統(tǒng),針對用戶的編程復雜度被保持為簡單的(借助于能夠被使用的說明性語言)。同樣地,為了進一步使用戶的努力容易,能夠采用額外的邏輯和知識基礎,諸如本體論。這些可以進一步簡化由用戶對規(guī)則的提供。所提出的實施例因此可能要求幾乎零編程技能。
因此,提出了用于基于所接收的傳感器輸出信號來推測人的adl的adl推測單元,其中,所述adl推測單元包括:第一推測子系統(tǒng),所述第一推測子系統(tǒng)適于:接收所述傳感器輸出信號,基于所接收的傳感器輸出信號來推測本原adl事件,并且生成表示所推測的本原adl事件的本原adl信號;以及第二推測子系統(tǒng),所述第二推測子系統(tǒng)適于:接收所述本原adl信號,使用基于規(guī)則的推測方法根據(jù)所接收的本原adl信號來推測合計adl事件,并且生成表示所推測的合計adl事件的合計adl信號,并且其中,adl推測單元適于根據(jù)如下中的至少一項來生成推測的adl輸出信號:所述本原adl信號;以及所述合計adl信號。
所述adl推測單元還可以包括規(guī)則輸入接口,所述規(guī)則輸入接口適于接收用于定義或修改所述基于規(guī)則的推測方法的一個或多個規(guī)則的輸入。
還提出了一種用于基于傳感器輸出信號來推測人的adl的方法,其中,所述方法包括:基于所述傳感器輸出信號來推測本原adl事件;生成表示所推測的本原adl事件的本原adl信號;使用基于規(guī)則的推測方法根據(jù)所述本原adl信號來推測合計adl事件;并且生成表示所推測的合計adl事件的合計adl信號。生成推測的adl輸出信號adl的步驟然后可以取決于如下中的至少一項:所述本原adl信號;以及所述合計adl信號。
實施例由此提出了分開編程邏輯,使得僅adl推測系統(tǒng)/方法的一部分采用基于規(guī)則的結構,由此降低或減輕計算復雜度。所提出的adl推測單元的實施例因此可以被用在用于監(jiān)測環(huán)境內的人的adl的系統(tǒng)中。
所提出的實施例還可以包括規(guī)則輸入接口,所述規(guī)則輸入接口適于接收用于定義或修改所述基于規(guī)則的推測方法的一個或多個規(guī)則的輸入。
在實施例中,所述系統(tǒng)還可以包括用戶輸入接口,所述用戶輸入接口適于接收用于定義或修改一個或多個警報條件的用戶輸入,并且所述監(jiān)測器單元然后可以適于進一步根據(jù)所述一個或多個警報條件來生成所述監(jiān)測器信號。
在另外的實施例中,所述監(jiān)測器單元可以適于基于所接收的傳感器輸出信號與預定閾值的比較來生成所述監(jiān)測器信號。例如,這提供了如下優(yōu)點:例如,如果人在具有熱淋浴的浴室中停留過長,那么可以給出指示例如人在浴室中變得不適的警告。
在所述系統(tǒng)的另外的實施例中,所述adl推測單元可以還適于將所述人的推測的adl存儲在活動數(shù)據(jù)庫中。因此,可以存儲人的活動的行為模式。該模式的轉變可以指示人需要幫助。例如,人可能開始忘記進行規(guī)律的淋浴?;蛘?,在另外的范例中,人正在不經常服用熱餐,因為他/她感覺沮喪。
在另外的實施例中,所述監(jiān)測器單元可以還適于檢測所述活動數(shù)據(jù)庫中的不規(guī)律性。例如,通過將時間信息添加到測量到的環(huán)境的性質(諸如環(huán)境狀況,如濕度或溫度),可以確定在活動之間花費的時間。借助于時間信息,可以確定活動的頻率。例如,所確定的活動的'準備熱餐'的頻率可以是'一天一次'、或'一周5次'?;顒訑?shù)據(jù)庫中的不規(guī)律性然后例如可以是在所確定的活動'準備熱餐'之間所花費的時間已經增加。例如,所花費的平均時間可以使用來自活動概況的數(shù)據(jù)來確定。當在兩個相繼確定的活動'準備熱餐'之間所花費的時間大于例如所花費的平均時間的1.5倍時,這指示不規(guī)律性。
實施例還可以包括傳感器,所述傳感器適于檢測如下中的至少一項的性質的值:人,以及環(huán)境;并且所述傳感器適于生成表示所檢測到的值的傳感器輸出信號。
在另外的實施例中,所述監(jiān)測器單元可以還被布置為響應于所檢測到的不規(guī)律性來生成警報信號。所述不規(guī)律性可以指示人需要幫助。在另外的范例中,醫(yī)學從業(yè)者、護理提供者、家庭成員或者近親屬可以由系統(tǒng)(使用警報信號)給出建議以對人進行拜訪。
在另外的實施例中,所述監(jiān)測器信號可以被給予人他/她自己。例如,所述警報信號可以是建議人服用特定藥物的反饋信號。
本發(fā)明還提供了一種用于監(jiān)測環(huán)境內的人的日常生活的活動(adl)的方法,所述方法包括:基于表示如下中的至少一項的性質的檢測值的傳感器輸出信號來推測所述人的adl:所述人,以及所述環(huán)境;生成表示所述人的所推測的adl的推測的adl輸出信號;并且根據(jù)如下中的至少一項來生成監(jiān)測器信號:所述傳感器輸出信號,以及所推測的adl輸出信號,其中,推測adl的步驟包括:基于所述傳感器輸出信號來推測本原adl事件;生成表示所推測的本原adl事件的本原adl信號;根據(jù)所述本原adl信號來推測合計adl事件;并且生成表示所推測的合計adl事件的合計adl信號,并且其中,生成推測的adl輸出信號adl的步驟基于所述本原adl信號和所述合計adl信號。
所述監(jiān)測的不突兀的特性在于通過測量人的至少一個環(huán)境狀況而非通過例如通過人的相機的監(jiān)視來實現(xiàn)所述方法。
在所述方法的另外的實施例中,所述人的所推測的adl可以被存儲在活動數(shù)據(jù)庫中。所存儲的人的活動可以形成表征所述人的行為模式。所監(jiān)測的人的活動的偏差可以被用作人的健康的指示器。例如,開始遭受老年癡呆癥的老年人通常將表現(xiàn)出其行為模式的轉變。他們將開始忘記進行淋浴并且喪失時間感覺。因此,在所述方法的另外的實施例中,所述活動數(shù)據(jù)庫可以針對行為模式的不規(guī)律性或轉變進行分析??梢詸z測活動數(shù)據(jù)庫中的不規(guī)律性,并且響應于檢測到的不規(guī)律性而生成警報信號。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面,提供了一種用于監(jiān)測環(huán)境內的人的日常生活的活動adl的計算機程序產品,其中,所述計算機程序產品包括計算機可讀存儲介質,所述計算機可讀存儲介質具有體現(xiàn)在其中的計算機可讀程序代碼,所述計算機可讀程序代碼被配置為執(zhí)行實施例的所有步驟。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面,提供了一種用于基于傳感器輸出信號來推測人的adl的計算機程序產品,其中,所述計算機程序產品包括計算機可讀存儲介質,所述計算機可讀存儲介質具有體現(xiàn)在其中的計算機可讀程序代碼,所述計算機可讀程序代碼被配置為執(zhí)行實施例的所有步驟。
在實施例中,可以提供一種計算機系統(tǒng),所述計算機系統(tǒng)包括:根據(jù)實施例的計算機程序產品;以及適于通過運行所述計算機程序產品的所述計算機可讀程序代碼來執(zhí)行根據(jù)實施例的方法的一個或多個處理器。
在又一方面中,本發(fā)明涉及一種計算機可讀非瞬態(tài)存儲介質,所述計算機可讀非瞬態(tài)存儲介質包括指令,所述指令當由處理設備執(zhí)行時,所述指令執(zhí)行根據(jù)實施例控制的自主的方法的步驟。
根據(jù)下文所描述的(一個或多個)實施例并參考所述實施例加以闡述,本發(fā)明的這些和其他方面將變得顯而易見。
附圖說明
現(xiàn)在將參考附圖詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的各方面的范例,在附圖中:
圖1是描繪傳感器事件、本原事件與合計事件之間的示范性關系的簡化框圖;
圖2a是根據(jù)實施例的用于監(jiān)測環(huán)境內的人的日常生活的活動adl的系統(tǒng)的簡化框圖;
圖2b是在圖2a的系統(tǒng)中的adl推測單元的實施例的簡化框圖;
圖3是根據(jù)實施例的共同為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)分析的各種層的算法的層示圖;
圖4是根據(jù)實施例的用于監(jiān)測環(huán)境內的人的日常生活的活動adl的方法的流程圖;
圖5是根據(jù)實施例的用于基于傳感器輸出信號來推測人的adl的方法的流程圖;
圖6是可以在其內采用實施例的一個或多個部分的計算機的簡化框圖。
具體實施方式
提出了用于監(jiān)測環(huán)境內的人的日常生活的活動adl的想法??梢杂蓪嵤├O(jiān)測的人例如可以包括殘疾人、老年人、受傷的人、醫(yī)學患者等。
例示性實施例可以被用在許多不同類型的監(jiān)測環(huán)境中,諸如醫(yī)院、病房、護理中心、人的家等。為了提供用于描述例示性實施例的元件和功能的背景,附圖在下文中被提供作為例示性實施例的各方面可以如何被實施的范例。因此,應當意識到,附圖僅僅是范例,而并非意圖主張或暗示關于本發(fā)明的各方面或實施例可以被實施的環(huán)境、系統(tǒng)或方法的任何限制。
已經認識到,在許多護理情況下,存在對要告知人正在執(zhí)行的adl的需求。也可以存在當發(fā)生異常時要發(fā)出警報的需求。異常的類型能夠是每種情況不同的。一大類的異常涉及人的adl例程中的異常。例如,夜晚期間的超過平均次數(shù)的如廁。更嚴重的意外事件形成另一類,例如人的跌倒。當要檢測活動的(下降)趨勢時,可能也需要進一步細化的算法。
通過范例的方式,adl可以包括:
(i)藥物治療
a.老年人是否在適當?shù)臅r刻以適當?shù)姆绞椒闷渌幬铮?/p>
(ii)睡眠
a.老年人是否充分并且未受打擾地睡眠?
(iii)進食/飲水
a.老年人是否充分并且規(guī)律地進食?
b.是否他自己準備膳食?
(iv)身體活動
a.老年人活動是否是在白天?
b.是否存在很少的久坐行為?
(v)如廁
a.老年人是否以正常方式如廁?
b.在夜晚期間是否存在頻繁如廁?
(vi)洗浴
a.老年人是否適當?shù)叵丛。?/p>
(vii)在屋中/在屋外
a.老年人是否外出?
(xiii)環(huán)境氣候
a.環(huán)境是否“干凈”?
b.例如,溫度是否適當,co2水平是否健康?
(ix)等等。
基于以上示范性adl,以下示范性警告和警報可以是:
a.活動的符號或者不活動的符號
b.房間中的考慮的風險的存在(例如,在老年人罹患老年癡呆癥后單獨在廚房中)
c.在未預料到的時刻(諸如在夜晚期間)離開房屋
d.如廁的異常頻率或異常持續(xù)時間
e.洗浴的異常持續(xù)時間
f.睡眠更短
g.減少的活動
h.等等。
本發(fā)明的實施例因此涉及使得人的adl能夠被檢測和/或被監(jiān)測。這可以被用于生成針對警報或警告系統(tǒng)的警報信號,其能夠例如指示人需要幫助。
實施例基于如下認識:用于監(jiān)測人的adl的系統(tǒng)能夠被用于生成針對警報或警告系統(tǒng)的警報信號。提出了根據(jù)兩種類型的不同信息或者根據(jù)這兩種類型的信息的組合來生成這樣的監(jiān)測器信號。第一類型的信息可以涉及根據(jù)傳感器輸出信號推測的人的adl(換言之,推測的adl),而第二類型的信息可以涉及傳感器輸出信號自身。換言之,實施例可以基于如下想法:監(jiān)測器信號可以基于推測的adl或者直接基于一個或多個傳感器信號來生成。推測的adl因此可以被用作警報生成單元的第一輸入,而原始傳感器信號/數(shù)據(jù)可以被用作警報生成單元的第二輸入。
還提出了使對adl的推測以基于規(guī)則的形式體系(formalism)為基礎的想法。此外,僅推測的一部分可以使用基于規(guī)則的形式體系以便降低總體計算復雜度。具體地,已經認識到,能夠基于adl事件是否是“本原”或“合計”事件來區(qū)分所述adl事件。本原adl事件可以直接根據(jù)原始傳感器輸出信號來推測(即,在基于規(guī)則的推測系統(tǒng)/方法之外)。本原adl事件然后可以充當對創(chuàng)建合計adl事件的輸入。合計adl事件因此可以基于多個本原adl事件來形成。換言之,可以在基于規(guī)則的形式體系中構筑僅adl推測的子部分。這可以使得系統(tǒng)的用戶(例如,諸如護理提供者或醫(yī)學從業(yè)者)能夠創(chuàng)建、定義、修改、更改規(guī)則和約束。實施例因此可以使得合計adl事件能夠由用戶定義、修改和擴展,由此為系統(tǒng)在其中操作的許多不同背景提供靈活性。同樣地,警報或警告可以基于這樣的用戶定義的adl事件的發(fā)生來生成。
實施例因此提出了分開adl推測系統(tǒng)/方法的,使得僅adl推測系統(tǒng)/方法的一部分采用基于規(guī)則的結構。這樣的提出的adl推測系統(tǒng)/方法因此可以被用在用于監(jiān)測環(huán)境內的人的adl的系統(tǒng)中。
圖2a示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例,所述系統(tǒng)包括被布置為測量如下中的至少一項的性質的多個傳感器10、20、30:人;以及人所在的環(huán)境。
在此,第一傳感器10是適于檢測環(huán)境的環(huán)境狀況參數(shù)(例如,諸如溫度或濕度)的值的傳感器。第二傳感器20是移動傳感器20,移動傳感器20適于檢測被監(jiān)測的人的移動。第三傳感器30是功率傳感器30,功率傳感器30適于檢測由環(huán)境內的人所使用的電氣器具的功率消耗的值。第一傳感器10、第二傳感器20和第三傳感器30分別適于輸出第一傳感器輸出信號100、第二傳感器輸出信號200和第三傳感器輸出信號300,其表示所檢測到的(一個或多個)值。
傳感器10、20、30經由有線或無線連接來傳輸其輸出信號100、200、300。通過范例的方式,無線連接可以包括短到中等范圍的通信鏈接。為了避免存疑,短到中等范圍的通信鏈接應當被認為指代具有達大約100米的短范圍或中等范圍的通信鏈接。在被設計用于非常短的通信距離的短范圍通信鏈接中,信號通常從數(shù)厘米行進到若干米,而在被設計用于短到中等通信距離的中等范圍的通信鏈接中,信號通常行進達100米。短范圍的無線通信鏈接的范例是ant+、藍牙、低能耗藍牙、ieee802.15.4、isa100a、紅外(irda)、ism頻帶、近場通信(nfc)、rfid、6lowpan、uwb、無線hart、無線hd、無線usb、zigbee。中等范圍的通信鏈接的范例包括wi-fi、z-波。
所述系統(tǒng)還包括adl推測單元110,所述adl推測單元110適于:接收第一傳感器輸出信號100至第三傳感器輸出信號300,基于所接收的傳感器輸出信號來推測人的adl。adl推測單元110還適于生成表示人的推測的adl的推測的adl輸出信號130。
所述系統(tǒng)還包括監(jiān)測器單元150,所述監(jiān)測器單元150適于接收所推測的adl輸出信號130以及第一傳感器輸出信號100至第三傳感器輸出信號300。監(jiān)測器單元150適于生成(并且輸出)指示人可能需要直接幫助或者指示人的潛在惡化的健康狀況的警報信號155。
更具體地,監(jiān)測器單元150包括第一子單元152和第二子單元154。
推測的adl輸出信號130被作為輸入提供給監(jiān)測器單元150的第一子單元152,并且監(jiān)測器單元150的第一子單元152根據(jù)所推測的adl輸出信號130來生成推測的警報信號155a。以這種方式,監(jiān)測器單元150的第一子單元152使用關于所推測的adl的信息來實現(xiàn)對警報信號155a的創(chuàng)建。
相反地,第一傳感器輸出信號100至第三傳感器輸出信號300被作為輸入提供給監(jiān)測器單元150的第二子單元154。以這種方式,為監(jiān)測器單元150的第二子單元154直接提供原始傳感器數(shù)據(jù)/信號(即,繞過adl推測單元110)。監(jiān)測器單元150的第二子單元154適于直接根據(jù)第一傳感器輸出信號100至第三傳感器輸出信號300來生成第二警報信號155b。以這種方式,監(jiān)測器單元150的第二子單元154使用原始傳感器數(shù)據(jù)/信號來實現(xiàn)對高度特異性和/或準確的第二警報信號155b的創(chuàng)建。
所述系統(tǒng)還包括用戶接口160,所述用戶接口160用于為一個或多個用戶提供信息/從一個或多個用戶接收信息。推測的警報信號155a和第二警報信號155b兩者被提供給用戶接口160?;谒邮盏木瘓笮盘?55a和155b,所述用戶接口適于將信號或消息傳送給用戶。以這種方式,所述系統(tǒng)可以指示人需要幫助。例如,用戶接口160可以被用于為照顧該人的醫(yī)學從業(yè)者、護理提供者、家庭成員或近親屬提供建議。備選地或另外地,用戶接口160可以適于將信號或消息傳送給被監(jiān)測的人。例如,用戶接口160可以傳送建議人服藥具體藥物的消息。
在該實施例中,用戶接口160適于接收用于定義或修改一個或多個警報條件的用戶輸入?;谶@樣的用戶輸入,所述用戶接口為監(jiān)測器單元150提供(表示一個或多個警報條件的)警報條件信號165,并且監(jiān)測器單元150然后進一步根據(jù)一個或多個警報條件來生成警報信號155a和155b。
用戶接口160也適于接收用于定義或修改一個或多個adl推測規(guī)則、指令或條件的用戶輸入?;谶@樣的用戶輸入,所述用戶接口為adl推測單元110提供(表示一個或多個adl推測規(guī)則、指令或條件的)推測信號170,并且adl推測單元110然后進一步根據(jù)由用戶提供的一個或多個adl推測規(guī)則、指令或條件來生成(一個或多個)推測的adl輸出信號130。圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明在系統(tǒng)中的adl推測單元110的實施例。adl推測單元110被布置為:解讀第一傳感器輸出信號100至第三傳感器輸出信號300,并且生成表示人的一個或多個推測的adl的推測的adl輸出信號130。盡管未描繪,推測單元110的接收接口可以對第一傳感器輸出信號100至第三傳感器輸出信號300進行采樣并對經采樣的第一傳感器輸出信號100至第三傳感器輸出信號300打時間戳。由此,其意味著時間信息可以被添加到經采樣的第一傳感器輸出信號100至第三傳感器輸出信號300。
adl推測單元110包括第一推測子系統(tǒng)210,所述第一推測子系統(tǒng)210適于接收第一傳感器輸出信號100至第三傳感器輸出信號300?;诘谝粋鞲衅鬏敵鲂盘?00至第三傳感器輸出信號300,第一推測子系統(tǒng)210推測本原adl事件,并且生成表示推測的本原adl事件的本原adl信號220。
本原adl信號220被提供給第二推測子系統(tǒng)230?;诒驹璦dl信號220,第二推測子系統(tǒng)230適于使用基于規(guī)則的推測方法來推測一個或多個合計adl事件的發(fā)生。第二推測子系統(tǒng)230然后生成表示(一個或多個)推測的合計adl事件的合計adl信號240。
adl推測單元110還包括數(shù)據(jù)存儲庫250,所述數(shù)據(jù)存儲庫250適于存儲與已經通過adl推測單元110的第一推測子系統(tǒng)210和第二推測子系統(tǒng)230推測的adl有關的信息。本原adl信號220和合計adl信號240兩者都被提供給數(shù)據(jù)存儲庫250。數(shù)據(jù)存儲庫250因此適于實施在其中存儲關于人的推測的adl的信息的活動數(shù)據(jù)庫。
adl推測單元110還包括輸出單元260,所述輸出單元260適于根據(jù)如下中的至少一項來生成推測的adl輸出信號130:本原adl信號220;以及合計adl信號240。對此,輸出單元260適于接收本原adl信號220和合計adl信號240。另外,輸出單元260適于與數(shù)據(jù)存儲庫250進行通信,以便接收被存儲在活動中的關于推測的adl的信息(例如,其可能已經根據(jù)本原adl信號220和合計adl信號240的更早版本推測得到)。
將理解,圖2b的實施例使用如下想法:使用基于規(guī)則的過程使adl的推測以傳感器信號為基礎。此外,僅推測方法的一部分可以采用基于規(guī)則的形式體系,以便降低總體計算復雜度。換言之,可以在基于規(guī)則的形式體系中構筑僅adl推測的子部分。
本原adl事件可以直接根據(jù)原始傳感器輸出信號來推測(即,在基于規(guī)則的推測系統(tǒng)/方法之外)。本原adl事件然后可以充當對創(chuàng)建合計adl事件的規(guī)則的輸入。合計adl事件因此可以基于多個本原adl事件和/或合計adl事件來形成。
下文是針對廁所使用的示范性推測。所述系統(tǒng)具有廁所中的傳感器,并且適于推測人何時在廁所以及他/她多久訪問廁所。所述系統(tǒng)具有關于傳感器的配置信息,諸如:
·sensorid
·sensortype
·spaceid
·applianceid
·time
·key
·val
在該示范性廁所adl中所使用的傳感器:
·廁所中的pir傳感器
○sensortype=motionsensor
·具有廁所器具的浴室中的pir傳感器
○sensortype=motionsensor
·廁所前面的壓力墊
○sensortype=pressuresensor
也使用能夠由系統(tǒng)設置、或者通過用戶接口修改的參數(shù):·toiletdurationthreshold
○在本原事件的生成中所使用的
○缺省=0
·param.toilet_gap
○用于本原事件的合計的閾值
○例如600秒
在該范例中,本原和合計事件保持以下字段/參數(shù):
·id
·type
·space
·when
·dur
·val
同樣地,在該范例中,以下三個事件被定義:
本原事件
·id:廁所
·type:存在
合計事件
·id:廁所
·type:已使用
合計事件
·id:廁所
·type:#訪問
(例如,在圖2的第一推測子系統(tǒng)210中的)事件創(chuàng)建
這創(chuàng)建本原事件。在下文以偽代碼的方式來表達范例。盡管‘if,then’陳述被使用,但是任何編程語言都可以被使用,而不必以規(guī)則語言來構筑和提供。輸入是傳感器信號100、200、300。
(例如,在圖2的第二推測子系統(tǒng)230中的)合計規(guī)則
這操作規(guī)則引擎中的代碼,因此,以規(guī)則語言來表達所述代碼。假設引擎包括針對如使計數(shù)器、如在該范例中的nrtlt遞增的功能的支持。如drools的系統(tǒng)提供這樣的支持。在該范例中,所述規(guī)則被保持簡單并且以偽語言進行表達,以易于閱讀。在實施例中,所述規(guī)則要根據(jù)所使用的規(guī)則引擎(諸如,例如drools系統(tǒng))的語法來表達。
從該范例將看出,id加上type字段一起允許本原和合計事件被區(qū)分開(在規(guī)則中)。
在圖2b的實施例中,第二推測子系統(tǒng)230適于接收表示由用戶定義的一個或多個adl推測規(guī)則、指令或條件的推測信號170。在此,推測信號170經由用戶接口160來提供。第二推測子系統(tǒng)230然后使用基于規(guī)則的推測方法進一步根據(jù)由用戶定義的adl推測規(guī)則、指令或條件來推測一個或多個合計adl事件的發(fā)生。
所描繪的實施例由此使得系統(tǒng)的用戶(例如,諸如護理提供者或醫(yī)學從業(yè)者)能夠創(chuàng)建、定義、修改、更改用于第二推測子系統(tǒng)230的規(guī)則和約束。這能夠為系統(tǒng)可以在其中操作的許多不同背景提供靈活性。
此外,所述規(guī)則被提供給所述系統(tǒng)的順序能夠是任意的。這是因為規(guī)則依附于所謂的聲明方法。在常見的編程語言中,算法以所謂的命令形式進行編碼,其中,陳述的執(zhí)行順序是相關的。通過在規(guī)則樣式中構筑,用戶能夠添加規(guī)則而不必考慮它們必須出現(xiàn)或被執(zhí)行的順序。這允許用戶在它們想到時定義規(guī)則而無需注意一致的編程流或推理路線。
因此,一方面,使得用戶容易進入其規(guī)則。另一方面,所述系統(tǒng)能夠被保持簡單。不存在針對覆蓋具有其具體情況的所有潛在用戶的所有可能情形的需要。此外,當用戶錄入他們自己的規(guī)則時,這些規(guī)則能夠與其他用戶共享,使得整個系統(tǒng)豐富并細化其自身。
現(xiàn)在參考圖3,描繪了根據(jù)實施例的一起為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)分析的各種算法層的層示圖。所述算法被托管在被標記為“公共”的包圍部分300的(分布的)平臺上,所述包圍部分300能由系統(tǒng)的用戶(例如,使用用戶接口160)來訪問。
在最下(即,底)層處,存在發(fā)出信號、數(shù)據(jù)的連續(xù)流以及事件、數(shù)據(jù)的不規(guī)律序列的傳感器(例如,圖1中的特征10、20、30)的系統(tǒng)310。所述數(shù)據(jù)能夠是二進制的(例如,開/閉)或者是多值的(例如,co2濃度)。它們也能夠是多維度的,如在加速度計的情況下。該層確保了對數(shù)據(jù)的可靠傳送和存儲,包括其時間戳標記和同步。當可能和要不然這樣指示時,到目前為止識別的丟失的或不可靠的傳感器數(shù)據(jù)被修復。
同樣地,在最小(即,底)層中,傳感器配置信息320也被維持。配置信息320在系統(tǒng)的安裝后被實例化,并且將每個傳感器的物理位置映射到其功能意義。
物理位置包括如傳感器被附接到的房間、家具、和/或器具的各方面。
功能意義是傳感器提供給算法的信息的類型,例如“抽屜保持餐具”。
單個傳感器可以映射到多個功能意義。例如,傳感器可以被用于推測進食、飲水中或洗浴中的活動。環(huán)境(例如,建筑物、病房或房屋)的平面圖或布局也被存儲在配置信息320中。平面圖/布局告知像哪些房間相鄰(根據(jù)門)、地板水平、進入門(能夠是前門或后門,取決于用戶的習慣)和其他戶外物、以及哪些功能房間被物理地搭配(例如,廚房和餐廳是相同的物理空間)的事情。
在最下(即,底)層正上方,存在兩個數(shù)據(jù)處理層:信號處理330和(adl推測)分析層340。在信號處理層330中,數(shù)據(jù)被清除、去噪、量化和處理以提取特征并將它們合計為事件。優(yōu)選地,所述數(shù)據(jù)被處理以產生特征值,所述特征值比初始原始數(shù)據(jù)提供關于數(shù)據(jù)的更具識別力的視圖。這樣的處理將提高在(adl推測)分析層340中執(zhí)行的分類和推測。
在(adl推測)分析層340中,存在至少三個功能層。第一功能層涉及對adl事件342的推測,第二功能層涉及對導致警告&警報的異常344和風險情況的檢測,并且第三功能層提供指示器功能346。
adl推測框340將傳感器事件轉變成adl事件。在一個實施例中,該功能在很大程度上基于簡單的決定規(guī)則,但是在其他實施例中,能夠應用基于分類的設計,因為它們從機器學習的領域中是已知的。盡管從概念觀點來看規(guī)則可以似乎是簡單的,但是最佳的實施方案仍然能夠是通過命令編碼范式(paradigm)。這也保證兼容性,并且因此使基于分類的設計的并入變得容易。盡管如此,對于與用戶提供的規(guī)則的交互,推測的adl事件被輸出到基于規(guī)則的范式中。
通過這種分離,一方面實現(xiàn)了準確的推測,同時另一方面,能夠受益于從規(guī)則范式提供的靈活性。具體地,通過在公共部分300中實施,實現(xiàn)了對(adl監(jiān)測)應用的自定義和個性化。
更精確地,adl推測由兩個階段(層)342a和342b組成。在第一階段342a中,(原始或預先處理的)傳感器數(shù)據(jù)被分析并且被轉換為所謂的本原adl事件。在第二層342b中,這些本原adl事件被合計成有意義的adl事件,因為終端用戶對老年人的活動和行為感興趣。
例如,當人在廚房中忙碌準備膳食時,可能出現(xiàn)許多本原的“進食飲水”事件。這些本原事件被合計為單個adl事件,保持特定持續(xù)時間。在adl推測框340的、為專有環(huán)境的下層中實施第一部分342a,而在adl推測框340的、處在公共(基于規(guī)則的)環(huán)境300中的上層中實施合計部分342b。
注意,adl推測框340也可以或者僅可以輸出合計adl事件。例如,當被訓練為在一天內對一系列adl事件時段(epoch)進行立即分類的分類器被使用時,被輸入到公共規(guī)則系統(tǒng)內的輸出不一定是合計類型的事件。
第一部分342a的輸出(本原adl事件)被存儲在基于規(guī)則的環(huán)境中(作為事實),因此,它們潛在地可用于其他(分析)規(guī)則集合。優(yōu)選地,adl事件(事實)包含以下字段:
1.id–推測的adl。
2.type–針對給定id(adl)的事件的類型。
3.space–事件與之相關聯(lián)的物理位置。
4.when-檢測到的adl(事件)的dd/mm/yyyy-hh:mm形式的開始時刻。
5.duration-觀測到的adl的hh:mm形式的持續(xù)時間。如果事件是瞬時的,則dur被設定為零。
6.value–事件的值。
警告&警報是從經處理的傳感器數(shù)據(jù)、從本原adl事件、或者從合計adl事件導出的。因此,警告和警報層延伸跨過整個adl推測框340,如在圖3中所描繪的。
從(經處理的)傳感器數(shù)據(jù)檢測異常的示范性算法如下。在第一階段中,所述算法收集傳感器數(shù)據(jù),并且估計所述傳感器數(shù)據(jù)在一天內發(fā)生的分布。這也能夠在安裝之前離線地完成,在這種情況下,所述分布表示一般遇到的模式或者當前老年人所屬于的典型群體所遇到的模式。離線分布也能夠被用于對系統(tǒng)進行初始化。所獲得的分布充當參考。在第二階段中,在操作后,收集當天的傳感器數(shù)據(jù),并且相對于參考模式(分布)來測試該模式。注意,參考分布能夠通過使用最近幾天的數(shù)據(jù)(并且淡出最早幾天的那些,或者從初始化)隨著時間被更新。如果模式的可能性(在參考分布方面)在預先定義的(選擇的)閾值之下,則所述模式能夠被認為是無關的。
指示器功能是用于在用戶接口中呈現(xiàn)的信號發(fā)送手段,例如,在不同的adl已經被人執(zhí)行時顯示所述不同的adl的儀表盤。范例指示器將是相對于adl事件的持續(xù)時間或發(fā)生率來測試所述adl事件。如果它們超過給定閾值,則在ui中以另一種方式(其他顏色、其他尺寸)來呈現(xiàn)adl。所述閾值在被標記為“參數(shù)”的框350進行設定。所述指示器被完全實施在(公共)規(guī)則系統(tǒng)300中。
框“參數(shù)”保持可配置參數(shù)。所述參數(shù)由規(guī)則系統(tǒng)中的規(guī)則使用。如由指示器功能346所使用的閾值構成一組參數(shù)。另一組由在合計部分342b中所使用的參數(shù)形成。通過改變參數(shù),用戶能夠在用戶接口160視圖中修改數(shù)據(jù)的合計和指示。
用戶配置框360是另一示范性框。其允許用戶構成其自己的adl事件的視圖以及在其上設置指示器。例如,“膀胱”視圖可以被定義為adl上床、飲水和如廁的聯(lián)合。閾值也能夠通過用戶配置框360進行設置。
用戶接口160是最上(即,頂)層,并且使用如在本領域中一般已知的技術。其涵蓋到適當利益相關者的所有視圖(包括警報路線)、以及對設置參數(shù)(諸如閾值)的控制。其能夠讀取(公共)規(guī)則系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)(事實),并且能夠通過警告&警報功能344來調用。
用戶接口層160也包含后處理任務,可能被建模為用戶接口層160內的單獨層。所述后處理任務涉及驅動呈現(xiàn)的計算。例如,將adl表示為白天或夜晚事件是在該層中執(zhí)行的功能。
現(xiàn)在參考圖4,示出了根據(jù)實施例的用于監(jiān)測環(huán)境內的人的adl的方法400的流程圖。方法400以利用傳感器檢測如下中的至少一項的性質的值的步驟410開始:人;以及環(huán)境。接下來,在步驟420中,所述傳感器生成表示檢測到的值的傳感器輸出信號。
基于所述傳感器輸出信號,在步驟430中推測所述人的adl。接下來,在步驟440中,生成表示所述人的推測的adl的推測的adl輸出信號。
最后,在步驟450中,根據(jù)如下中的至少一項來生成監(jiān)測器信號:所述傳感器輸出信號;以及所述推測的adl輸出信號。
所提出的方法因此根據(jù)兩種類型的信息或者根據(jù)這兩種類型的信息的組合來生成監(jiān)測器信號。第一類型的信息涉及根據(jù)傳感器輸出信號來推測的人的adl,而第二類型的信息涉及傳感器輸出信號自身。因此,推測的adl可以被用于根據(jù)所述推測的adl來生成監(jiān)測器信號。以這種方式,對所述推測的adl的使用可以實現(xiàn)對簡單的警告&警報的創(chuàng)建。原始的或經處理的(例如,經采樣、清潔、時間戳標記的等)傳感器數(shù)據(jù)/信號可以被用于直接根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)/信號來生成監(jiān)測器信號。所述傳感器數(shù)據(jù)/信號因此可以實現(xiàn)對高度特異和/或準確的警告和警報的創(chuàng)建。
現(xiàn)在參考圖5,示出了根據(jù)實施例的用于基于傳感器輸出信號來推測人的adl的方法500的流程圖。
所述方法以步驟510開始,在步驟510中,基于所述傳感器輸出信號來推測本原adl事件。接下來,在步驟520中,生成表示推測的本原adl事件的本原adl信號。
然后,在步驟530中根據(jù)基于規(guī)則的推測方法使用所述本原adl信號來推測合計adl事件。
最后,在步驟540中,生成表示推測的合計adl事件的合計adl信號。
基于所生成的信號(即,本原adl信號和合計adl信號),可以推測人的adl。因此,通過范例的方式,通過范例的方式,可以在先前描述的用于監(jiān)測人的adl的方法400(在圖4中所描繪)的步驟430中實施用于推測人的adl的方法500。具體地,生成推測的adl輸出信號adl的步驟430可以根據(jù)如下中的至少一項:所述本原adl信號;以及所述合計adl信號。
當然,將理解,可以在其他方法和/或系統(tǒng)中實施所描述的用于推測adl的方法500。
-規(guī)則、本體論以及其他基于邏輯的系統(tǒng)
通過使用說明性的邏輯格式來提供針對任意順序并且不需要任何程序流的條件的支持。一般而言,如在本領域中所周知的,邏輯程序的語言包括所謂的實體之間的陳述。實體能夠是類(集合)或類的實例化(元素)。陳述表達集合中的元素的成員關系以及集合之間的關系(一個是另一個的子集等)。以這種方式,能夠描述知識,而陳述的順序能夠是任意的。
本體論在本領域中是已知的。它們?yōu)獒槍C器解讀進行編碼的手段提供了想法與目標之間的關系,因為它們在手頭的域中是已知的。例如,本體論能夠被用于表達“房間”是“房屋”的“一部分”。在該范例中,“房屋”和“房間”是通過“……的一部分”而彼此相關的物體。本體論能夠繼續(xù)表達每個房間中的家具以及存在什么類型的家具的陳述。例如,
·“廚房”“是”“房間”
·“抽屜_餐具”“是”“餐具柜”
·“冰箱”是“廚房”的“一部分”
·“冰箱”“是”“餐具柜”
·“餐具”是“抽屜_餐具”的“一部分”
·等等
以這種方式,在該范例中,能夠描述整個域(房屋)。例如,現(xiàn)在能夠推測“廚房”是“房屋”的“一部分”。為了做到這一點,本體論中的術語的語義需要被定義。這能夠以若干種方式來完成。一種形式是使用以完整方式描述陳述能夠暗示的推測的所謂的蘊涵規(guī)則。例如,定義“是”的蘊涵規(guī)則是:
·如果[arb]并且[c“是”a],那么[crb]
能夠存在與“是”有關的更多規(guī)則。在此,a、b和c是對象,并且r是關系。在以上范例中,r是“…的一部分”,并且a、b和c分別是“房間”、“房屋”和“廚房”。在評估本體論的過程中,針對定義本體論的語義的蘊涵規(guī)則來測試所有陳述,并且所暗示的陳述被添加到本體論。該過程被重復,直到獲得閉合(沒有進一步的陳述被添加到本體論)。
作為范例,考慮餐具被存儲在廚房的擱板上的籃筐中的家庭。當在安裝傳感器系統(tǒng)后,容納餐具的籃筐與“餐具”相關聯(lián)時,其也變得與“抽屜_餐具”相關聯(lián),并且推測adl的智能能夠在“抽屜_餐具”方面進行編程,其中,本體論注意所提供的安裝信息(被附接到籃筐的餐具傳感器)將程序鏈接到籃筐處的傳感器。
能夠命令專業(yè)安裝程序將傳感器鏈接到“抽屜_餐具”,并且能夠繞過本體論層。對于在圖3中的“公共”層處添加規(guī)則的任意用戶,這樣的本體論能夠進一步使額外的規(guī)則被添加的(一種或多種)方式變得容易。
在此,我們利用本體論的語義能夠在規(guī)則(所謂的蘊涵規(guī)則)方面進行性定義的事實。替代具有評估并處理語義的單獨功能,以便將用戶提供的規(guī)則中的術語與系統(tǒng)的規(guī)則和(用戶)接口智能部分相連接,參見圖3,規(guī)則基礎利用定義本體論的語義的蘊涵規(guī)則進行擴展。規(guī)則引擎將評估系統(tǒng)規(guī)則(由系統(tǒng)的所有者定義的規(guī)則)、用戶規(guī)則(由用戶添加的規(guī)則)和蘊涵規(guī)則(定義本體論的語義的規(guī)則)的組合集合。為了使計算復雜度最小化,對所述規(guī)則引擎的實施能夠利用這些不同種類的規(guī)則,使得對規(guī)則的評估能夠被更為有效地執(zhí)行。
注意,子集關系也能夠被看作為規(guī)則(“集合a是集合b的子集”與“如果a那么b”相同)。在用戶接口160中,用戶能夠錄入規(guī)則形式的信息(例如,約束)。規(guī)則由條件和(一個或多個)結論(的集合)組成。所述條件能夠由使用邏輯運算符(and、or、not)的若干條件組成。每個本體狀況和結論是陳述。
該組規(guī)則形成網絡,其中,來自一個規(guī)則的結論構成另一規(guī)則的條件(的一部分)。
替代邏輯運算符,也能夠使用概率,使得網絡變成概率網絡,諸如貝葉斯網絡。在這樣的情況下,在接口到用戶接口的節(jié)點處需要決定,即,是否有/有什么消息(結論)要呈現(xiàn)在用戶接口中的決定。
通過使用說明性的語言,所述規(guī)則能夠以任何順序被錄入。所述規(guī)則引擎將它們拉在一起。同樣地,給定陳述(規(guī)則)的形式,用戶接口160能夠被保持簡單:存在針對使用邏輯連接器的條件的進入字段以及針對結論的字段。具體字段的范例是adl、當天的時間、時間關系以及參數(shù)(閾值)。本領域中表示時間關系的已知方式是艾倫時間邏輯。
為了進一步簡化用戶接口160,所述規(guī)則基礎能夠在不同性質的規(guī)則中被分開。存在三種主要類別,稱為知識基礎(kb)、配置和觀測。
kb保持一般性陳述(規(guī)則),并且能夠被遞送給用戶從而能夠以逐個模塊的方式來豐富系統(tǒng)。針對kb的范例規(guī)則是設置時間關系(諸如艾倫代數(shù))的規(guī)則。這些規(guī)則捕獲“之前的”和“最近的”的意圖(notion),使得用戶能夠在構成具體(使用情況)規(guī)則時使用它們。另一范例包括描述房屋的一般性事實(例如,定義上樓的意圖和地面水平)的規(guī)則,使得房間能夠被聲明為上樓。規(guī)則集合(模塊)也能夠定義房間上樓僅能夠通過行走樓梯來訪問。其能夠定義對房間(如浴室、客廳、臥室、廚房和廁所等)的特殊功能。
配置保持要被一次錄入的規(guī)則。它們通常在(傳感器)系統(tǒng)的安裝后被錄入。例如,它們聲明用戶的房屋中的房間的數(shù)量、其門的位置(什么房間連接到什么其他房間)、他們是否在上樓等。
最后,觀測是動態(tài)部分。其保持將傳感器測量結果連接到adl的規(guī)則。規(guī)則的大部分作為事實出現(xiàn)(僅規(guī)則的結論部分/條件部分總是真的),并且例如構成本原adl。該規(guī)則集合是動態(tài)的,因為其捕獲隨著時間明顯改變的傳感器讀數(shù)。
在操作期間,推理器(例如,處理器或規(guī)則引擎)能夠預先處理kb中的規(guī)則。同樣地,配置中的規(guī)則能夠被預先處理,使得它們不根據(jù)未求解的規(guī)則,諸如根據(jù)觀測部分中的陳述的規(guī)則。所述觀測部分被規(guī)律地刷新。替代通過動態(tài)地更新全部規(guī)則基礎中的陳述來處理觀測部分中的規(guī)則,所述推測引擎能夠被修改以直接實施這些部分。一旦推測引擎已經建立規(guī)則的完全網絡,則所述觀測規(guī)則鏈接到網絡的“進入”節(jié)點,并且因此其效果能夠是自動化的。
-針對adl推測的范例規(guī)則
在安裝后,傳感器10、20、30被安裝在監(jiān)測環(huán)境(例如,被監(jiān)測的人的家)中。傳感器10、20、30具有物理id,并且與環(huán)境中的物理位置或物理器具(家具)相關聯(lián)。在第一層(圖3)中,這些識別符利用功能id進行轉換/擴展。器具id是在人正在與功能物體交互的情況下傳感器對其做出響應的所述物體的識別符??赡馨l(fā)生相同的物理傳感器被用于提供針對不同器具id的數(shù)據(jù)。例如,傳感器可以被用于推測進食、飲水中或洗浴中的活動。這在該分析層處是未知的。器具id能夠指代房間,例如“客廳”或“廚房”。其也能夠指代傳感器被安裝到或者傳感器正在觀測的一件家具。范例包括“冰箱”、“進入門”和“容納餐具的櫥柜抽屜”。
傳感器事件利用計數(shù)器“k”來索引。索引“k”指示當前觀測到的事件瞬間?!発-1”和“k+1”指示來自該傳感器的之前的和接下來隨后的事件。注意,“k”指代不同的時間,因為其在通過器具id識別的傳感器上進行調節(jié)。
字段time(時間)指示在傳感器“器具id”的事件“k”處的時間。時間保持以分鐘粒度的精度,即,時間保持年、月、日、小時和分鐘。
圖5圖示了在其內可以采用實施例的一個或多個部分的計算機800的范例。上文所討論的各種操作可以利用計算機800的能力。例如,av或自動遞送系統(tǒng)的一個或多個部分可以被并入在本文中所討論的任何元件、模塊、應用和/或部件中。
計算機800可以包括,但不限于:pc、工作站、膝上型計算機、pda、手持裝置、服務器、存儲設備等。一般而言,在硬件架構方面,計算機800可以包括一個或多個處理器810、存儲器820、以及經由本地接口(未示出)通信地耦合的一個或多個i/o設備870。所述本地接口能夠例如非限制性地是一條或多條總線或者其他有線連接或無線連接,如在本領域已知的。所述本地接口可以具有額外的元件,諸如控制器、緩沖器(緩存)、驅動器、轉發(fā)器以及接收器,以實現(xiàn)通信。此外,所述本地接口可以包括地址連接、控制連接和/或數(shù)據(jù)連接,以實現(xiàn)上述部件之間的適當通信。
處理器810是用于執(zhí)行能夠被存儲在存儲器820中的軟件的硬件設備。處理器810實質上能夠是任何定制或市售的處理器、中央處理器(cpu)、數(shù)字信號處理器(dsp)或者與計算機800相關聯(lián)的若干處理器之間的輔助處理器,并且處理器810可以是基于半導體的微處理器(微芯片的形式)或微處理器。
存儲器820能夠包括易失性存儲器元件(例如,隨機存取存儲器(ram),諸如動態(tài)隨機存取存儲器(dram)、靜態(tài)隨機存取存儲器(sram)等)和非易失性存儲器元件(例如,rom、可擦除可編程只讀存儲器(eprom)、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)、可編程只讀存儲器(prom)、磁帶、壓縮盤只讀存儲器(cd-rom)、磁盤、磁碟、盒式磁帶、卡式磁帶等)的任何一個或者其組合。此外,存儲器820可以并入電、磁、光和/或其他類型的存儲介質。注意,存儲器820能夠具有分布式架構,其中,各種部件被互相遠離地定位,但是能夠由處理器810訪問。
存儲器820中的軟件可以包括一個或多個單獨的程序,其中,所述程序中的每個包括用于實施邏輯功能的可執(zhí)行指令的排序列表。存儲器820中的軟件包括適合的操作系統(tǒng)(o/s)850、編譯器840、源代碼830以及根據(jù)示范性實施列的一個或多個應用860。如所圖示的,應用860包括用于實施示范實施例的特征和操作的許多功能部件。計算機800的應用860可以表示根據(jù)示范實施例的各種應用、計算單元、邏輯、功能單元、過程、操作、虛擬實體和/或模塊,但應用860并不意味著限制。
操作系統(tǒng)850控制對其他計算機程序的執(zhí)行,并且提供調度、輸入-輸出控制、文件和數(shù)據(jù)管理、存儲器管理以及通信控制和相關服務。發(fā)明人設想到了用于實施示范性實施例的應用860可以適用于所有商用操作系統(tǒng)。
應用860可以是源程序、可執(zhí)行程序(目標代碼)、腳本、或者包括要執(zhí)行的一組指令的任何其他實體。當是源程序時,那么該程序通常經由編譯器(例如,編譯器840)、匯編器、解釋器等翻譯,其可以被包括或者可以不被包括在存儲器820內,以便結合操作系統(tǒng)850來恰當?shù)夭僮鳌4送?,應?60能夠被編寫為面向對象的編程語言,所述面向對象的編程語言具有數(shù)據(jù)類和方法的類、或者過程式編程語言,其具有例程、子例程和/或函數(shù),例如,但不限于:c、c++、c#、pascal、basic、api調用、html、xhtml、xml、asp腳本、fortran、cobol、perl、java、ada、.net等。
i/o設備870可以包括輸入裝置,諸如,例如但不限于:鼠標、鍵盤、掃描儀、麥克風、相機等。此外,i/o設備870還可以包括輸出裝置,例如,但不限于:打印機、顯示器等。最后,i/o設備870還可以包括傳送輸入和輸出兩者的設備,例如,但不限于:nic或調制器/解調器(用于訪問遠程設備、其他文件、設備、系統(tǒng)或網絡)、射頻(rf)或其他收發(fā)器、電話接口、橋接器、路由器等。i/o設備870還包括用于通過各種網絡(諸如因特網或內聯(lián)網)通信的部件。
如果計算機800是pc、工作站、智能設備等,則存儲器820中的軟件還可以包括基本輸入輸出系統(tǒng)(bios)(為簡單起見而被省略)。bios是一組必需的軟件例程,其在啟動時對硬件進行初始化和測試,啟動o/s850,并且支持在硬件設備之間傳輸數(shù)據(jù)。bios被存儲在某種類型的只讀存儲器(諸如rom、prom、eprom、eeprom等)中,以便能夠在激活計算機800時執(zhí)行bios。
當計算機800在操作中時,處理器810被配置為執(zhí)行被存儲在存儲器820內的軟件,以便將數(shù)據(jù)傳送到存儲器820并且傳送來自存儲器820的數(shù)據(jù),并且總體上根據(jù)軟件來控制計算機800的操作。應用860和o/s850由處理器810全部或部分地讀取,可能在處理器810中被緩沖,并且然后被執(zhí)行。
當應用860以軟件實施時,應當注意,應用860能夠被存儲在幾乎任何計算機可讀介質上,以用于由任何計算機相關系統(tǒng)或方法使用或者與其結合使用。在本文檔的上下文中,計算機可讀介質可以是電、磁、光或其他物理設備或裝置,其能夠包含或存儲計算機程序以用于由計算機相關系統(tǒng)或方法使用或者與其結合使用。
應用860能夠被嵌入在任何計算機可讀介質中,以用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備(諸如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng))或者能夠從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備取指令并執(zhí)行指令的其他系統(tǒng)使用或者與之結合使用。在本文檔的上下文中,“計算機可讀介質”能夠是能夠存儲、傳送、傳播或傳輸由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或者與之結合使用的程序的任何部件。例如,計算機可讀介質非限制性地可以是電子、磁、光、電磁、紅外或半導形式化統(tǒng)、裝置、設備或傳播介質。
本發(fā)明可以是系統(tǒng)、方法和/或計算機程序產品。計算機程序產品可以包括計算機可讀存儲介質(或媒介),在所述計算機可讀存儲介質上具有用于使處理器執(zhí)行本發(fā)明的各個方面的計算機可讀程序指令。
計算機可讀存儲介質能夠是能夠保持和存儲由指令執(zhí)行設備使用的指令的有形設備。計算機可讀存儲介質例如可以是,但不限于:電存儲設備、磁存儲設備、光存儲設備、電磁存儲設備、半導體存儲設備或者上述的任意合適的組合。計算機可讀存儲介質的更具體范例的非窮舉的列表包括如下項:便攜式計算機盤、硬盤、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦除式可編程只讀存儲器(eprom或閃存)、靜態(tài)隨機存取存儲器(sram)、便攜式壓縮盤只讀存儲器(cd-rom)、數(shù)字多功能盤(dvd)、記憶棒、軟盤、機械編碼設備、諸如在其上記錄有指令的打孔卡或凹槽內凸起結構、以及上述的任意合適的組合。如在本文中所使用的計算機可讀存儲介質不應當被解釋為瞬時信號自身,諸如無線電波或其他自由傳播的電磁波、通過波導或其他傳輸媒介傳播的電磁波(例如,通過光纖電纜的光脈沖)、或通過電線傳輸?shù)碾娦盘枴?/p>
在本文中所描述的計算機可讀程序指令能夠從計算機可讀存儲介質下載到相應的計算/處理設備,或者通過網絡、例如因特網、局域網、廣域網和/或無線網下載到外部計算機或外部存儲設備。網絡可以包括銅傳輸電纜、光纖傳輸、無線傳輸、路由器、防火墻、交換機、網關計算機和/或邊緣服務器。每個計算/處理設備中的網絡適配卡或網絡接口從網絡接收計算機可讀程序指令,并轉發(fā)該計算機可讀程序指令,以供存儲在相應的計算/處理設備中的計算機可讀存儲介質中。
用于執(zhí)行本發(fā)明的操作的計算機可讀程序指令可以是匯編指令、指令集架構(isa)指令、機器指令、機器相關指令、微代碼、固件指令、狀態(tài)設置數(shù)據(jù)、或者以一種或多種編程語言的任意組合編寫的源代碼或目標代碼,所述編程語言包括面向對象的編程語言,諸如smalltalk、c++等,以及常規(guī)的過程式編程語言,諸如“c”語言或類似的編程語言。計算機可讀程序指令可以完全在用戶的計算機上執(zhí)行、部分地在用戶的計算機上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、部分地在用戶的計算機上并且部分地在遠程計算機上執(zhí)行、或者完全在遠程計算機或服務器上執(zhí)行。在涉及遠程計算機的情形中,遠程計算機可以通過任意種類的網絡、包括局域網(lan)或廣域網(wan)而被連接到用戶計算機,或者可以連接到外部計算機(例如,通過使用因特網服務提供商)。在一些實施例中,通過利用計算機可讀程序指令的狀態(tài)信息來個性化電子電路,包括例如可編程邏輯電路、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或者可編程邏輯陣列(pla),該電子電路可以執(zhí)行計算機可讀程序指令,從而實現(xiàn)本發(fā)明的各個方面。
在本文中參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計算機程序產品的流程圖圖示和/或框圖描述了本發(fā)明的各個方面。應當理解,流程圖圖示和/或框圖的每個框以及流程圖圖示和/或框圖中的各框的組合都能夠由計算機可讀程序指令來實施。
這些計算機可讀程序指令可以被提供給通用計算機、專用計算機或者其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器,以生產一種機器,使得這些指令在經由計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行時,創(chuàng)建了用于實施流程圖和/或框圖中的一個或多個框中指定的功能/動作的單元(means)。也可以將這些計算機可讀程序指令存儲在計算機可讀存儲介質中,這些指令使計算機、可編程數(shù)據(jù)處理裝置和/或其他設備以特定的方式工作,使得在其中存儲有指令的計算機可讀存儲介質包括一件制品,其包括實施流程圖和/或框圖中的一個或多個框中指定的功能/動作的各個方面的指令。
計算機可讀程序指令也可以被加載到計算機、其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或者其他設備上,使得在計算機、其他可編程裝置或其他設備上執(zhí)行一系列操作步驟,以產生計算機實現(xiàn)的過程,使得在計算機、其他可編程裝置、或其他設備上執(zhí)行的指令實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個或多個框中指定的功能/動作。
附圖中的流程圖和框圖圖示了根據(jù)本發(fā)明的不同實施例的系統(tǒng)、方法和計算機程序產品的可能實現(xiàn)的形式化架構、功能和操作。在這點上,流程圖或框圖中的每個框可以代表指令的模塊、段或一部分,其包括用于實施(一個或多個)指定的邏輯功能的一條或多條可執(zhí)行指令。在一些備選實施方案中,框中標注的功能可以以不同于附圖中所標注的順序發(fā)生。例如,相繼示出的兩個框實際上可以基本同時地執(zhí)行,或者所述框有時也可以以相反的順序執(zhí)行,這取決于所涉及的功能。也將注意的是,框圖和/或流程圖圖示中的每個框、以及框圖和/或流程圖圖示中的框的組合,能夠由執(zhí)行指定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實施,或者能夠由專用硬件與計算機指令的組合來實施。
為了圖示和描述的目的,已經呈現(xiàn)了描述,但并不意圖窮舉或限制所公開的形式的本發(fā)明。許多修改和變化對于本領域技術人員來說將是顯而易見的。已經選擇并且描述了實施例,以便最好地解釋所提出的實施例的原理、(一個或多個)實際應用,并且使得其他本領域技術人員能夠理解具有設想到的各種修改的各種實施例。