Системата „Fly on the Wall“ на инженерите на UVA се бори със затлъстяването с данни

Психолог от Университета в Южна Калифорния, който изучава американската епидемия от детско затлъстяване, отдавна търси по-ефективен начин за изследване на динамиката на семейното хранене, което води до нездравословно наддаване на тегло.

инженерите

Сега екип от Училището по инженерство и приложни науки на Университета на Вирджиния й помага да стане „муха на стената“ в домовете на семействата. Те се опитват да конструират нов, базиран на данни метод за борба със затлъстяването. Джон Лач, председател на катедрата по електроника и компютърно инженерство Чарлз Л. Браун, и Джон Станкович, професор по компютърни науки на BP America, наскоро получиха 1,7 милиона долара от Националната научна фондация за разработване на нова програма, която дистанционно следи и идентифицира поведенческите и екологични причини за детското затлъстяване.

Техният проект е съвместно предприятие с професора по психология на USC Donna Spruijt-Metz, поведенчески психолог. Освен това Кайла Де Ла Хей, също поведенчески психолог в USC, наскоро се присъедини към екипа.

Към 2012 г. повече от една трета от американските деца и юноши се считат за наднормено тегло или затлъстяване.

„Повечето хора, изучаващи затлъстяването, гледат на калориите и приема, но ние гледаме на семейната динамика по време на хранене“, каза Станкович.

Той и Лах разработват система за мониторинг в дома, която ще им позволи да проследят по-добре поведението на семейството около храненето и да идентифицират задействащи фактори от околната среда, които водят до нездравословни модели на хранене.

„Видяхме възможност, когато Дона каза, че наистина иска да възприеме този индиректен подход към детското затлъстяване и да разгледа фактори, които имат по-голямо въздействие върху проблема надолу по веригата“, каза Лах.

john_lach_06hr_cg.jpg

С този вход те проектират кибер-физическа система от сензори, която ще наблюдава неща като тон на гласа, разсейване по време на хранене, честота на хранене и нива на стрес на участниците. Кибер-физическата система се отнася до взаимодействащи мрежи от физически и изчислителни компоненти.

„Това е първият ни голям проект с психолози“, каза Лах. „Обикновено работим с хора в медицинските училища по конкретни проблеми с физическото здраве. Това е малко по-различно, защото тук фокусът не е директно върху медицинското състояние, а върху човешкото поведение, което може да го причини. "

M2FED също е част от новата инициатива за кибер-физически системи на Инженерното училище, тласък за създаване на повече кибер системи, които подобряват качеството на живот, като взаимодействат и контролират човешката среда.

Преди това проучване повечето изследвания на затлъстяването се основаваха на данни, получени по време на ограничено време, прекарано с участниците, и беше силно зависим от тези участници да си спомнят точно и да докладват своите навици.

„Можете да мислите за нашите сензорни системи като за математически инструменти, които могат да улавят данни, които никога преди не са били събирани на това ниво на гранулирани детайли“, каза Станкович. „Сега разполагаме с много повече информация, която да ни помогне да изградим динамични модели за семейно хранене. Това просто трябва да улесни потенциалните решения, защото имаме достъп до много повече информация. "

Лах и Станкович тестват различните елементи на тяхната система за наблюдение в лабораторията в момента, като учениците организират сценарии като аргументи на масата за хранене или правят многократни пътувания до хладилника, за да се уверят, че системата им улавя различни фактори.

Свързаният хардуер за тяхната платформа включва интелигентни часовници, подложки за налягане на седалките, микрофони, безжични везни и сензори за движение за врати на хладилник и шкаф.

След като системата M2FED бъде финализирана в лабораторията, тя ще бъде инсталирана в домовете на 20 семейства доброволци в Калифорния, където Spruijt-Metz и De La Haye могат да започнат да я използват за наблюдение на участниците.

jack_stankovic_04hr_da.jpg

„Явно сме тръгнали в тази посока“, каза Лах. „Дългосрочната цел е да се осигурят интервенции в реално време по начин, който подобрява динамиката на семейното хранене и след това оказва влияние върху диетата и упражненията и в крайна сметка процентите на затлъстяването.“

По време на първоначалното проучване инженерите ще разчитат на нови данни от реални семейства, за да регулират стабилно системата си за наблюдение и да я направят възможно най-точна. Продължителното им участие е доста уникално сред съвместните здравни и инженерни проекти, но Станкович се надява това да се превърне в тенденция.

„Това, което виждам като наистина важно, е да накараме инженерите да работят по-дълго с медицинската страна, за да можем да вземем решения по-надолу. Това не е просто изграждане на решение, получаване на пилотно проучване и след това просто приключване “, каза той. „Харесва ми също да работя с медицински екипи по-рано и да получа приноса им от самото начало.“

Ако тяхната система за наблюдение успешно идентифицира и моделира предотвратими модели на поведение, които водят до затлъстяване, Лах и Станкович биха искали да се разширят в други медицински области.

„За мен друг важен резултат е, че системата също може да бъде въведена в обща употреба. Възможно е тя да бъде адаптирана за други видове превантивно лечение или друго наблюдение на здравето у дома “, каза Станкович.