家庭传感器和智能设备正被整合到一个用户友好的应用程序中，用于追踪家庭内部活动并帮助照护者监测痴呆症患者的安全风险。研究助理Mingi Kim手持的智能手机上显示了"智能家居照护数字孪生"应用程序的模拟界面。
对于痴呆症患者的家人和照护者来说，在家生活可能带来日常的不确定性。在美国，约80%的痴呆症患者在自己家中生活，89%依靠非正式照护者，如配偶、成年子女、其他家庭成员和朋友。安全风险常常迫使家庭采取更严格的监督措施或做出重大的照护决定，这可能会限制患者的独立性。
根据德克萨斯A&M大学公共卫生学院院士兼杰出教授Marcia Ory博士的说法，在德克萨斯州，约有40万人患有痴呆症。
"大多数人都希望尽可能长时间地在家中生活，痴呆症患者也不例外，"Ory说。
德克萨斯A&M大学的研究人员正在开发一个智能家庭系统，帮助痴呆症患者在家中更安全地生活，并向照护者发出跌倒、走失和厨房危险等问题的警报。该系统可以从家庭传感器、智能手表和其他连接设备收集信息，然后将数据整合到一个地方——"智能家居照护数字孪生"应用程序中，以便照护者可以监控安全状况并在发现问题时及时响应。
项目共同研究员Ory说："有趣的是，约20%的痴呆症患者独自在家生活，这使得智能家居应用程序成为支持独立生活的关键技术。"
该项目由德克萨斯A&M健康学院的"痴呆症和阿尔茨海默病研究计划"(DARI)资助，汇集了来自建筑、工程和公共卫生领域的教师，以应对痴呆症照护中日益增长的挑战。
Ory担任DARI的三位共同负责人之一，并表示该项目因其实际影响而在一百多份提案中脱颖而出。"它涉及真实的人群，现在就能产生影响，而不是20年后，"Ory说。
面向照护者的智能家居技术
许多家庭已经配备了摄像头、智能家电或可穿戴设备，这些设备可以收集对照护者有用的信息。研究人员表示，问题在于照护者可能不熟悉或不习惯使用这些技术，即使他们尝试使用，也可能已经不堪重负，还需要在多个应用程序和警报中进行筛选。
建筑学院捐赠教授、共同首席研究员Xuemei Zhu博士表示，团队希望缩小技术能力与家庭在日常痴呆症照护中实际需要且容易采用的技术之间的差距。
Zhu说，一次车库门修理给她上了一堂意想不到的课。她最初抗拒下载新车库门的应用程序，因为感觉这只是又一个需要管理的应用程序。然而，与一些使用不足的技术不同，这个应用程序提供了她一直需要的功能——能够在离家后或准备睡觉时用手机检查门是否关闭。
这次经历塑造了她对这个项目的思考方式。Zhu说，合适的匹配和易用性是智能技术成功的关键。研究人员可以构建复杂的技术，但如果家庭认为它不实用或难以使用，那么这些技术将无济于事。
为家庭安全构建的数字孪生
该项目将开发并测试基于家庭"数字孪生"的手机应用程序。
该应用程序可以整合来自家庭传感器的数据，包括用于检测存在和跌倒的雷达传感器、门窗传感器、振动传感器、室内环境质量传感器、烟雾报警器、智能电表和电器监测器。它还可以整合来自智能手表和摄像机的数据。
协同工作，该系统将监测一个人的位置、行为和健康状况，检测跌倒或炉灶未关闭等安全风险，并在需要时向照护者发出警报。
如果传感器检测到跌倒，系统可以向照护者发出警报，并将该信息与其他传感器或摄像头的数据结合，为照护者提供更多关于发生情况的背景信息。如果入口门在不寻常的时间（如凌晨3点）打开，或炉灶开启时间长于平常，系统可以将其标记为潜在危险并向照护者发出警报。
研究人员还计划比较智能手表与毫米波雷达传感器，以确定哪种技术最适合家庭痴呆症照护中的跌倒检测。
工程学院捐赠教授、共同首席研究员Zheng O'Neill博士表示，团队将在这一试点研究中使用Home Assistant（一个广泛使用的开源智能家居平台）作为核心系统，因为它允许对许多不同设备进行灵活的本地控制。这一选择使系统价格合理，同时支持保护隐私的自动化和自定义设置。
团队还计划确保该智能家居平台的即插即用能力，使家庭可以根据不同的照护需求进行自定义。
公共卫生学院副教授、项目共同研究员Junhyoung (Paul) Kim博士说："这个项目的创新特点不仅仅是添加传感器。它是将分散的智能技术整合成一个统一的数字孪生系统，实时反映痴呆症照护的家庭环境。"
根据照护者反馈塑造应用程序
这项为期15个月的工作于一月份开始，仍处于早期阶段。Zhu表示，团队正在RELLIS校区的德克萨斯A&M智能互联家居测试平台中进行传感器、设备和Home Assistant平台的初步实地测试。测试平台包括两个1,200平方英尺的实验室住宅，配有可移动的墙壁，使团队能够通过改变布局和移动传感器来模拟不同的家居条件。
建筑学教授Xuemei Zhu博士和研究助理Shuqi Nie在德克萨斯A&M智能互联家居测试平台中审查平面图和传感器放置位置，在这里研究人员使用实验室住宅环境来规划传感器和其他设备如何协同工作以监测安全风险并支持照护者。
该团队还在采访照护者以及轻度认知障碍或痴呆症患者，从用户的角度确定最理想的功能。
研究人员表示，这些对话将成为系统设计的核心，帮助他们了解照护者已经依赖的技术以及哪些功能将使系统更容易采用。
Kim说，更大的目标是以减少痴呆症患者及其照护者负担的方式使用技术。
学生参与者将穿着模拟老化感觉和身体限制的老化模拟服，模拟日常活动。研究人员还将招募柔道和摔跤运动员，他们有控制跌倒的经验，以安全地模拟跌倒场景。
这种设置使研究人员能够在不使老年人处于危险中的情况下测试高风险情况，例如起床或使用卫生间时的跌倒情况。
研究人员将评估系统的性能以及照护者对最终应用程序的可用性评价。如果试点成功，团队计划寻求外部资金，在痴呆症患者家中测试该系统。
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