ما أسرع تهديد متصاعد لصحة الأمريكيين؟ السرطان؟ الأزمات القلبية؟ مرض السكر؟ الإجابة حقيقةً ليس أولئك؛ بل مرض الزهايمر. كل 67 ثانية، شخص في أمريكا تشخص إصابته بالزهايمر. ما يعني أن بحلول 2050 يصل عدد مرضى الزهايمر ثلاثة أضعاف، العناية بهم، بالإضافة إلى بقية السكان المسنين، سوف تصبح تحدي مجتمعي ساحق.
What's the fastest growing threat to Americans' health? Cancer? Heart attacks? Diabetes? The answer is actually none of these; it's Alzheimer's disease. Every 67 seconds, someone in the United States is diagnosed with Alzheimer's. As the number of Alzheimer's patients triples by the year 2050, caring for them, as well as the rest of the aging population, will become an overwhelming societal challenge.
خاضت عائلتي تجربة كفاح العناية بمريض زهايمر. نشأتي في عائلة ذات ثلاث أجيال، جعلني قريب جدًا من جدي. حين كنت في الرابعة، بينما كنت وجدي نتجول في منتزه باليابان لم أجده فجأة. كانت واحدة من اللحظات المرعبة التي عانيت منها في حياتي، وكانت أيضًا أول مثل أعلمنا أن جدي مصاب بالزهايمر. خلال ال 12 سنة الماضية، تحولت حالته من أسوء لأسوء، وخاصة هيامه على وجهه تسبب في كثير من الإجهاد لأسرتي. عمتي، راعيته الأساسية، كافحت حقًا لتبقى مستيقظة ليلًا لتراقبه، ورغم ذلك تفشل غالبًا في ضبطه يغادر الفراش. أصبحت حقًا مهتم براحة عمتي بالإضافة إلى أمان جدي. بحثت بطريقة موسعة عن حل يمكن أن يساعد في حل مشكلات عائلتي، لكن لم استطيع إيجاد واحد.
My family has experienced firsthand the struggles of caring for an Alzheimer's patient. Growing up in a family with three generations, I've always been very close to my grandfather. When I was four years old, my grandfather and I were walking in a park in Japan when he suddenly got lost. It was one of the scariest moments I've ever experienced in my life, and it was also the first instance that informed us that my grandfather had Alzheimer's disease. Over the past 12 years, his condition got worse and worse, and his wandering in particular caused my family a lot of stress. My aunt, his primary caregiver, really struggled to stay awake at night to keep an eye on him, and even then often failed to catch him leaving the bed. I became really concerned about my aunt's well-being as well as my grandfather's safety. I searched extensively for a solution that could help my family's problems, but couldn't find one.
ثم، ذات ليلة منذ عامين، كنت أراقب جدي ورأيته يخرج من فراشه. في اللحظة التي وضع فيها قدمه على الأرض، فكرت، لماذا لا أضع مستشعر ضغط على كعب رجله؟ بمجرد أن يخرج من الفراش ويخطو على الأرض، مستشعر الضغط سيستشعر زيادة الضغط الناتج عن وزن الجسم ثم يرسل لاسلكيًا لهاتف مقدم الرعاية إنذار صوتي. بهذه الطريقة، يمكن أن تنام عمتي أفضل بالليل دون قلق من أن يهيم جدي على وجه.
Then, one night about two years ago, I was looking after my grandfather and I saw him stepping out of the bed. The moment his foot landed on the floor, I thought, why don't I put a pressure sensor on the heel of his foot? Once he stepped onto the floor and out of the bed, the pressure sensor would detect an increase in pressure caused by body weight and then wirelessly send an audible alert to the caregiver's smartphone. That way, my aunt could sleep much better at night without having to worry about my grandfather's wandering.
إذًا الآن أود أن أقدم شرح لهذا الجورب. هل يمكن أن أحضر نموذج جوربي على المسرح؟ عظيم. إذًا بمجرد أن يخطو المريض على الأرض ــ (رنين)ــ يُرسل إنذار لهاتف مقدم الرعاية.
So now I'd like to perform a demonstration of this sock. Could I please have my sock model on the stage? Great. So once the patient steps onto the floor -- (Ringing) -- an alert is sent to the caregiver's smartphone.
شكرًا. (تصفيق)
Thank you. (Applause)
شكرًا، نموذج الجورب.
Thank you, sock model.
حسنًا، هذا رسم لتصميمي المبدئ.
So this is a drawing of my preliminary design.
رغبتي لإنشاء مستشعر تكنولوجي ربما تنبع من حبي طول عمري للمستشعرات والتكنولوجيا. حين كنت في السادسة، سقط في الحمام صديق مسن للعائلة وأصيب بجروح حادة. أصبحت مهتم بأجدادي وقررت اخترع نظام حمام ذكي. يجب إدراج مستشعر حركة داخل بلاطات أرضية الحمام لتشعر بسقوط المرضى المسنين وقتما يسقطون في الحمام. منذ أن كنت في السادسة فقط في وقت لم أكن قد تخرجت من بعد من روضة الأطفال، لم أكن أملك المصادر الضرورية والأدوات لترجمة أفكاري لحقيقة، لكن مع ذلك، خبرة بحثي غرست بي حقًا رغبة راسخة لاستخدم المستشعرات لمساعدة المسنين. أؤمن حقًا أن المستشعرات تستطيع تحسين طبيعة الحياة للمسنين.
My desire to create a sensor-based technology perhaps stemmed from my lifelong love for sensors and technology. When I was six years old, an elderly family friend fell down in the bathroom and suffered severe injuries. I became concerned about my own grandparents and decided to invent a smart bathroom system. Motion sensors would be installed inside the tiles of bathroom floors to detect the falls of elderly patients whenever they fell down in the bathroom. Since I was only six years old at the time and I hadn't graduated from kindergarten yet, I didn't have the necessary resources and tools to translate my idea into reality, but nonetheless, my research experience really implanted in me a firm desire to use sensors to help the elderly people. I really believe that sensors can improve the quality of life of the elderly.
حين وضعت خطتي، أدركت أني أواجه ثلاثة تحديات: أولًا، إنشاء مستشعر؛ ثانيًا، تصميم دائرة كهربية؛ ثالثًا، صياغة رموز تشفيرية لتطبيق هاتف ذكي. ذلك جعلني أدرك أن مشروعي كان حقيقةً صعب التحقيق مما كنت اعتقد في بادئ الأمر.
When I laid out my plan, I realized that I faced three main challenges: first, creating a sensor; second, designing a circuit; and third, coding a smartphone app. This made me realize that my project was actually much harder to realize than I initially had thought it to be.
أولًا، كان علي أن أنشيء مستشعر يمكن ارتداءه، مستشعر رفيع ومرن كفاية ليكون مريح للمريض عندما يرتديه في أسفل قدمه. بعد بحث موسع واختبار مواد مختلفة مثل المطاط، الذي أدركت أنه سميك جدًا ليكون مريحًا أثناء ارتداءه في باطن القدم، قررت أن أطبع مستشعر شريطي عليه جزيئات توصيل إلكترونية حساسة للضغط. بمجرد الضغط، يزداد التوصيل بين الجزيئات. علاوة على ذلك، يجب أن أصمم دائرة لتقيس الضغط عن طريق قياس المقاومة الكهربية.
First, I had to create a wearable sensor that was thin and flexible enough to be worn comfortably on the bottom of the patient's foot. After extensive research and testing of different materials like rubber, which I realized was too thick to be worn snugly on the bottom of the foot, I decided to print a film sensor with electrically conductive pressure-sensitive ink particles. Once pressure is applied, the connectivity between the particles increases. Therefore, I could design a circuit that would measure pressure by measuring electrical resistance.
ثانيًا، كان علي تصميم دائرة لاسلكية يمكن ارتداءها، لكن انبعاث إشارة لاسلكية يستهلك كثير من الطاقة ويتطلب بطاريات ضخمة وثقيلة. لله الحمد، كان لدي المقدرة لاكتشف البلوتوث، التكنولوجيا قليلة الطاقة، التي تستهلك طاقة قليلة جدًا ويمكن تشغيلها ببطارية في حجم العملة. هذا يحمي النظام من التوقف في منتصف الليل.
Next, I had to design a wearable wireless circuit, but wireless signal transmission consumes lots of power and requires heavy, bulky batteries. Thankfully, I was able to find out about the Bluetooth low energy technology, which consumes very little power and can be driven by a coin-sized battery. This prevented the system from dying in the middle of the night.
أخيرًا، كان علي تشفير تطبيق هاتف ذكي يمكنه في الأساس تحويل الهاتف الذكي لمقدم الرعاية لمراقب عن بعد. لهذا، كان علي توسيع معرفتي بالتشفير عن طريق الجافا والإكس كود وكان علي أيضًا أن أتعلم كيف أشفر أجهزة البلوتوث منخفضة الطاقة بمشاهدة دروس اليوتيوب وقراءة كتب عديدة.
Lastly, I had to code a smartphone app that would essentially transform the care-giver's smartphone into a remote monitor. For this, I had to expand upon my knowledge of coding with Java and XCode and I also had to learn about how to code for Bluetooth low energy devices by watching YouTube tutorials and reading various textbooks.
بدمج تلك المكونات، كان بمقدرتي أن أنشيء بنجاح نموذجين بدء، أحدهم المستشعر الذي يدمج داخل الجورب، والآخر المستشعر الملحق الذي يمكنه أن يلحق بأي مكان ينشئ اتصال بباطن قدم المريض. قد اختبرت الجهاز على جدي منذ حوالي عام الآن، وقد حاز على معدل نجاح 100% في كشف أكثر من 900 حالة معروفة من تجواله. الصيف الماضي، كنت قادر على إجراء اختبار نهائي لجهازي بعدة منشئات رعاية سكنية بكالفورنيا وحاليًا أدمج الملاحظات لمزيد من التطوير ليمكن تسويقه. اختبار الجهاز على عدد من المرضى جعلني أدرك أني بحاجة لأخترع حل للناس الذين لا يريدون ارتداء جوارب أثناء النوم ليلًا.
Integrating these components, I was able to successfully create two prototypes, one in which the sensor is embedded inside a sock, and another that's a re-attachable sensor assembly that can be adhered anywhere that makes contact with the bottom of the patient's foot. I've tested the device on my grandfather for about a year now, and it's had a 100 percent success rate in detecting the over 900 known cases of his wandering. Last summer, I was able to beta test my device at several residential care facilities in California, and I'm currently incorporating the feedback to further improve the device into a marketable product. Testing the device on a number of patients made me realize that I needed to invent solutions for people who didn't want to wear socks to sleep at night.
إذًا بيانات المستشعر، التي جمعت من عدد مرضى كبير، يمكن أن تكون مفيدة في تطوير رعاية المريض وأيضًا من المحتمل أن تؤدي لشفاء المرض. على سبيل المثال، حاليًا اختبر العلاقة المتبادلة بين تكرر تجوال المريض ليلًا ونشاطه اليومي ونظامه الغذائي.
So sensor data, collected on a vast number of patients, can be useful for improving patient care and also leading to a cure for the disease, possibly. For example, I'm currently examining correlations between the frequency of a patient's nightly wandering and his or her daily activities and diet.
الشيء الذي لن أنساه أبدًا هو حين كشف جهازي لأول مرة تجول جدي ليلًا. في تلك اللحظة، أدهشتني حقًا قدرة التكنولوجيا على تغير الحياة للأفضل. يعيش الناس سعداء وأصحاء ــ هذا هو العالم الذي أتخيله.
One thing I'll never forget is when my device first caught my grandfather's wandering out of bed at night. At that moment, I was really struck by the power of technology to change lives for the better. People living happily and healthfully -- that's the world that I imagine.
أشكركم جدًا.
Thank you very much.
(تصفيق)
(Applause)