西尼罗河修复

对于独居的老年人来说,最艰巨的挑战之一可以通过无线网络这样简单的东西来解决。

犹他大学(University of Utah)的研究人员开发了一种新系统,针对的是导致65岁及以上老年人受伤相关死亡的主要原因——跌倒。 根据疾病控制和预防中心的说法 美国每年有三分之一的老年人跌倒。2010年,这一数字占到急诊室就诊人数的230万,医疗费用达300亿美元。

随着美国人口的老龄化,大量婴儿潮一代已经进入了黄金年龄,这可能会成为一个更大的问题。

“养老院的费用非常高,人们通常都想独立生活,”她说研究作者尼尔·帕特瓦里他是犹他大学(University of Utah)电子与计算机工程副教授。“部署一些廉价的传感器是有意义的,这些传感器可以探测到摔倒的情况,如果人自己不能摔倒,就可以打电话求助。”

Patwari和计算机工程研究生Brad Mager选择的传感器与家庭Wi-Fi网络中使用的传感器相似。研究人员将这些小型、低成本的射频(RF)传感器部署在房间的两个不同高度。这使他们能够确定房间里的人是否正在坠落。

与其他检测跌倒的系统不同,射频传感器网络不需要人们佩戴设备,比如许多老年人使用的熟悉的医疗警报按钮。

帕特瓦里说:“大多数拥有这些紧急呼叫按钮或摔倒传感器的人在摔倒时并没有佩戴它们,所以它们并不是特别有用。”

此外,射频传感器网络更尊重隐私,因为它只能检测6英寸以上物体的位置。另一方面,依赖于视频监控的跌倒检测系统会让人感到不舒服,因为它们会进行连续而详细的记录。

该系统之所以有效,是因为人体主要由水组成。因此,当一个人站在一个房间里时,他或她的身体会改变无线信号从一个传感器传递到另一个传感器的强度和路径。

然而,无线电波不会被非金属墙壁或家具阻挡,这意味着该系统可以“看穿”大多数障碍物。传感器也可以隐藏在墙后或其他物体内部。

从无线网络收集到的信息可以用来精确定位房间里的人的位置。从本质上说,研究人员能够在传感器之间进行许多一维测量,并将其转换成人的三维图像——这种技术被称为“无线电断层扫描”。

通过在两层放置传感器,它们还能够确定一个人是站着、坐着还是躺在地板上。

帕特瓦里说:“我认为,如果我们把传感器放在不同的高度,就有可能在三维空间中以相同的精度定位一个人,然后可能检测到摔倒。”“也就是说,利用我们的无线电断层扫描技术,我们可能有潜力在不需要佩戴任何东西的情况下探测到跌倒。”

这个人的粗略图像显示为五个独立的层。然后,通过观察每一层如何随时间变化来检测瀑布。例如,一个下落的人会很快从顶层消失,然后在底层占据更多的空间。

研究人员进行了实验,训练该系统识别空间中的不同动作——降落、坐下和躺在地板上。

该系统于9月10日在电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers)的一次会议上发布,目前仍处于早期阶段。帕特瓦里希望通过他的初创公司Xandem Technology将其开发成一种商业产品。

如果老人摔倒了,该系统除了向护理人员或紧急服务人员发出警报外,还可以与一个更大的家庭传感系统相结合跟踪整体运行状况住在那里的人。

Patwari说:“正如我们在过去的工作中所演示的那样,我们用于跌倒感应的射频传感器可以同时用于房间水平的跟踪和呼吸频率监测。”