Projekt SMART - ruszamy!

Projekt SMART - system monitorowania aktywności i racjonalizacji treningu

rusza  w ramach
Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Śląskiego
na lata 2014-2020
(Europejski Fundusz Rozwoju Regionalnego)
dla Osi Priorytetowej: I. Nowoczesna gospodarka
dla działania: 1.2. Badania, rozwój i innowacje w przedsiębiorstwach

 

Przedmiotem projektu o charakterze B+R jest opracowanie modułowego systemu antropotechnicznego SMART obejmującego:

a) system monitorowania aktywności kinetycznej SMAL (Low), dedykowany zasadniczo zaspokojeniu wymagań
popularyzowanej potrzeby rejestracji własnych działań, inspirowanych potrzebą ruchu

b) rozszerzony system nieinwazyjnego monitorowania parametrów fizjologicznych i ruchowych (funkcjonalnych) SMAX
(eXtend), z uwzględnieniem biometeorologicznych, lokalnych prognoz

c) kompleksowy system monitorowania aktywności i racjonalizacji treningu SMART dla użytkowników, u których uda się
wykształcić poczucie integralności fizycznej z innymi czynnościami społecznymi i fizycznymi, wymagający konsultacji z
lekarzem i fizjoterapeutą w zakresie rodzaju, intensywności i bezpieczeństwa wykonywania ćwiczeń, w określonych warunkach
meteorologicznych.

Projekt SMART (System Monitorowania Aktywności I Racjonalizacji Treningu) jest ukierunkowany na aktywizację ruchową: uporządkowaną, monitorowaną i sterowaną, z wykorzystaniem spersonalizowanego algorytmu optymalizacji bezpiecznego wysiłku fizycznego o charakterze fizjoprofilaktyki.

Z powyższej definicji projektu wynika następujące wielowymiarowe zagadnienie technologiczne: - personalizacja fizjoprofilaktyki w aspekcie płci i budowy ciała, - personalizacja fizjoprofilaktyki pod kątem długookresowej wydolności i sprawności fizycznej, - wspomaganie podejmowania decyzji w zakresie zalecanego profilu behawioralnego Dokument wygenerowany w systemie: http://lsi.slaskie.pl/ 2019-10-02 12:10:41 Strona 21/110 SCP/Wniosek o dofinansowanie/SCP05/12532/21228 Suma kontrolna: wydruk próbny dla użytkowników o podwyższonym (spersonalizowanym) zagrożeniu zmiany stanu zdrowia, które obejmuje składniki sprzętowe: - skonstruowanie ergonomicznej i nieobciążającej uprzęży odpowiedzialnej za utrzymanie czujników i smartfona podczas aktywności użytkownika, - monitorowanie stanu użytkownika za pomocą wielokanałowego i wielomodalnego systemu pomiarowego, desygnowanego akwizycji i wstępnemu przetwarzaniu sygnałów; - ekstrakcja cech antropometrycznych z sygnałów pochodzących ze zdywersyfikowanych źródeł; - ustalenie modalności systemu pomiarowego, adekwatnej do klasy zadań pomiarowych, wynikającej z definicji grupy beneficjentów;

W szczególności planowane jest badanie porównawcze i optymalizacja pokrycia zadań pomiarowych z użyciem: a) czujników położenia i ruchu typu IMU (Inertial Measurement Unit) w technologii MEMS, b) sensora pletyzmograficznego do pomiaru fali tętna (HRV, puls) oraz c) czujnika stopnia wysycenia krwi tlenem (pulsoksymetr) jak również d) czujników do rejestracji aktywności fizycznej jak i położenia GPS wbudowanych w smartfon. Dalsze (miękkie) składniki zagadnienia technologicznego obejmują: - ustalenie zasad i opracowanie algorytmu wymiany informacji pomiędzy czujnikami a smartfonem i dalej smartfonem a serwerem SMART, - opracowanie algorytmu wykrywania różnych form aktywności za pomocą czujników IMU, - opracowanie algorytmu włączenia danych pogodowych w proces decyzyjny w zakresie aktywności (dla dokładniejszych prognoz pogodowych wyzwaniem jest zwiększenie dokładności rozdzielczości siatki obliczeniowej oraz wykorzystanie danych ze stacji meteorologicznych innych niż państwowe), - opracowanie koncepcji przetwarzania informacji niejawnej i zastosowanie maszynowego uczenia dla wyznaczania profili behawioralnych użytkowników w zakresie gotowości do ćwiczeń, doboru ćwiczeń i sposobu ich realizacji, - stworzenie wielokryterialnego algorytmu wykrywania zmian mogących sygnalizować pojawienie się lub trwanie nieprawidłowości zdrowotnych w oparciu o zestawienie danych wielokanałowych, pozyskiwanych ze smartfona oraz (opcjonalnych) peryferyjnych urządzeń pomiarowych do badania parametrów fizjologicznych, - akwizycja, uzupełnianie bazy i przetwarzanie danych dotyczących czasu, prędkości, zmian prędkości, kierunków chodu, czy symetrii kroków pod kątem czasu obciążenia poszczególnych kończyn, długości kroków, wychwiań podczas fazy podporowej, kontroli stopnia nachylenia miednicy w płaszczyźnie strzałkowej, kontroli napięcia mięśni brzucha, jakości kąta nachylenia krzywizn kręgosłupa w płaszczyźnie strzałkowej, ustawienia barków lub ustawienia głowy względem ciała, - pozyskiwanie parametrów dających możliwość wychwycenia pojawiających się objawów prodromalnych, będących predyktorami dysfunkcji lub chorób. Kluczowe (w sensie praktycznej aplikacji zasadniczych postulatów wynikających z autorskich prac naukowych) w algorytmie sterowania aktywnością jest uwzględnienie wskazań systemu i zastosowanie układu regulacji z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego, co pozwoli dokonać zmian w zakresie ilości i rodzaju aktywności fizycznej w trakcie doby, a także zmian w utrzymaniu zoptymalizowanej postawy ciała, zwłaszcza w aspekcie stabilizacji głębokiej i kontroli motorycznej w warunkach statycznych i dynamicznych).

Zestawienie danych pozyskiwanych z pomiarów osób z populacji użytkowników w podobnym wieku i z podobnymi parametrami antropometrycznymi będzie stanowiło podstawę do ostrzegania przed niebezpiecznymi zachowaniami, a także sugerowało zadania z zakresu fizjoprofilaktyki. Będzie również swoistym systemem weryfikacji jakości zastosowanych zmian. Koncepcja systemu SMART (przedstawiona schematycznie na rysunku w załączniku) obejmuje następujące komponenty:

1) „pico-sieć” urządzeń zewnętrznych do monitorowania stanu człowieka, stanowiąca źródło danych do smartfona;

2) stacja robocza - smartfon z lokalnym oprogramowaniem pozwalającym na odczyt danych z czujników, wprowadzenie danych personalnych, gromadzenie i wstępne przetwarzanie danych, komunikację z serwerem SMART (czyli systemem wirtualnym), prezentację wyników i analiz, jak również zapewnienie sprzężenia zwrotnego pomiędzy serwerem a użytkownikiem systemu;

3) serwer SMART zapewniający: a) komunikację ze stacjami roboczymi (smartfonami) poszczególnych użytkowników, b) komunikację z serwerem meteo, c) gromadzenie danych, d) logikę ekspercką, e) komunikację ze stanowiskami wspierającymi (usługa personalnego rehabilitanta lub lekarza), f) dedykowane strony WWW użytkownika; 4) serwer meteo z modułem meteorologicznym i bazą danych. Fundamentalnym zadaniem projektu, określającym poziom złożoności zagadnienia technologicznego, jest personalizacja funkcjonalna (rodzaj aktywności) i parametryczna (intensywność i jej zmiany w czasie).

W pierwszym przypadku kryteria indywidualizacji wynikają z longitudinalnej oceny stanu użytkownika, a w drugim od aktualnej (badanej wielomodalnie) wydolności fizjologicznej. W zagadnieniu technologicznym uwzględnia się również pozamedyczne preferencje użytkownika.

Projekt ma wartość 4 291 303,15 PLN, długość 24 m-ce i będzie realizowany przez komplementarny kompetencyjnie zespół
naukowo – wdrożeniowy.