Was ist die größte Bedrohung für die Gesundheit der US-Amerikaner? Krebs? Herzinfarkte? Diabetes? Es ist nichts davon. Es ist die Alzheimer-Krankheit. Alle 67 Sekunden wird in den USA jemand mit Alzheimer diagnostiziert. Da sich die Zahl der Alzheimerpatienten bis 2050 verdreifachen wird, wird die Pflege für sie und die übrige alternde Bevölkerung zu einer überwältigenden sozialen Herausforderung.
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.
Meine Familie hat hautnah erfahren wie anstrengend die Pflege eines Alzheimerpatienten ist. Ich wuchs in einer Familie mit drei Generationen auf und war meinem Großvater immer sehr nahe. Als ich vier Jahre alt war, ging ich mit meinem Großvater im Park spazieren, als er sich plötzlich verlief. Das war einer der erschreckendsten Momente meines Lebens und es war das erste Anzeichen, dass mein Großvater Alzheimer hatte. In den letzten zwölf Jahren hat sich sein Zustand stetig verschlimmert und besonders sein Umherwandern hat meiner Familie viel Sorge bereitet. Meine Tante, seine Hauptbetreuerin, rang nachts darum wach zu bleiben, um ihn im Auge zu behalten. Trotzdem bemerkte sie oft nicht, wenn er das Bett verließ. Ich machte mir Sorgen um die Gesundheit meiner Tante und die Sicherheit meines Großvaters. Ich habe lange nach einer Lösung gesucht, die meiner Familie helfen könnte, konnte aber keine finden.
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.
Dann, eines nachts vor etwa zwei Jahren, kümmerte ich mich um meinen Großvater und sah, wie er vom Bett aufstand. Als sein Fuß den Boden berührte, dachte ich: "Warum bringe ich nicht einen Drucksensor an seiner Ferse an?" Sobald er beim Aufstehen den Boden berührt, würde der Drucksensor den höheren Druck durch das Körpergewicht erkennen und eine drahtlose, akustische Warnung an das Smartphone des Pflegers schicken. So könnte meine Tante nachts viel besser schlafen, ohne sich um die Streifzüge meines Großvaters sorgen zu müssen.
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.
Jetzt demonstriere ich euch diese Socke. Könnte mein Sockenmodell bitte auf die Bühne kommen? Toll. Sobald also der Patient auf den Boden tritt -- (Läuten) -- wird ein Alarm an das Handy des Betreuers gesandt.
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.
Danke. (Applaus)
Thank you. (Applause)
Danke, Sockenmodell.
Thank you, sock model.
Das ist eine Skizze meines vorläufigen Designs.
So this is a drawing of my preliminary design.
Ich wollte eine sensorbasierte Technologie entwickeln, was von meiner Liebe für Sensoren und Technik herrührt. Als ich sechs Jahre alt war, rutschte ein älterer Freund der Familie im Bad aus und erlitt schwere Verletzungen. Ich war auch besorgt wegen meiner Großeltern und wollte ein intelligentes System im Bad entwicklen. Bewegungssensoren wären in den Bodenfliesen im Bad installiert, um die Stürze älterer Patienten zu erkennen, sobald sie im Bad hinfielen. Da ich damals gerade sechs Jahre alt und noch im Kindergarten war, hatte ich nicht die Möglichkeiten, meine Idee realisieren zu können. Aber trotzdem weckten meine Erfahrungen den festen Wunsch, Sensoren zu nutzen um älteren Menschen zu helfen. Sensoren können die Lebensqualität von Senioren verbessern.
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.
Bei meinen Planungen wurde mir klar, dass es drei Herausforderungen gab: 1. Einen Sensor entwerfen. 2. Einen Stromkreis entwerfen. 3. Eine Smartphone-App programmieren. Mir wurde bewusst, dass mein Projekt schwerer umzusetzen war als ich ursprünglich dachte.
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.
Ich musste einen tragbaren Sensor designen, der dünn und flexibel genug war, um bequem an der Fußsohle getragen werden zu können. Nach viel Recherche und Tests mit verschiedenen Materialien wie Gummi, der viel zu dick war, um gemütlich am Fuß getragen zu werden, druckte ich einen Foliensensor mit elektrisch leitenden, druckempfindlichen Farbpartikeln. Sobald Druck ausgeübt wird, nimmt die Verbindung zwischen den Partikeln zu. So konnte ich einen Stromkreis entwickeln, der Druck misst, indem elektrischer Widerstand gemessen wird.
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.
Dann musste ich einen drahtlose, tragbaren Stromkreis entwerfen, aber drahtlose Signalübertragung verbraucht viel Energie und braucht schwere, unhandliche Batterien. Zum Glück erfuhr ich von der Bluetooth-Technnologie, die wenig Energie verbraucht und von einer Knopfzellen-Batterie betrieben wird. Das verhinderte, dass die Batterien mitten in der Nacht aufgeben.
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.
Zuletzt musste ich eine Smartphone-App programmieren, die das Handy des Betreuers in ein Gerät zur Fernüberwachung verwandelt. Dafür musste ich mein Wissen über Java und XCode ausweiten und ich lernte auch, wie man Geräte für Bluetooth programmiert, indem ich Anleitungen auf Youtube schaute und verschiedene Lehrbücher las.
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.
Ich konnte diese Komponenten verbinden und zwei Prototypen herstellen. Einmal ist der Sensor in eine Socke eingearbeitet und einmal ist es eine flexible Sensoreinheit, die überall angeklebt werden kann, wo Kontakt zum Fuß des Patienten besteht. Ich habe das Gerät jetzt ein Jahr lang an meinem Großvater getestet, und es hatte eine 100 %ige Erfolgsrate bei der Erfassung der über 900 Fällen seines Umherirrens. Letzten Sommer konnte ich mein Gerät in der Betatestphase in einigen Pflegeeinrichtungen testen und momentan verarbeite ich die Rückmeldungen, um das Gerät zu einem marktfähigen Produkt zu verbessern. Durch die Tests an mehreren Patienten wurde mir klar, dass ich Lösungen entwickeln musste für Menschen, die nicht mit Socken schlafen wollen.
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.
Die Sensordaten von einer großen Zahl Patienten kann die Patientenversorgung verbessern und eventuell zu einem Heilmittel für die Alzheimer-Krankheit führen. So untersuche ich gerade die Korrelationen zwischen der Häufigkeit von nächtlichem Herumwandern der Patienten und ihrer täglichen Aktivität und Ernährung.
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.
Was ich nie vergessen werde war das erste Mal, als mein Gerät das nächtliche Aufstehen meines Großvaters erfasste. Da wurde mir die Macht der Technik bewusst, Lebensumstände zu verbessern. Menschen, die glücklich und gesund leben, das ist meine Vorstellung von der Welt.
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.
Vielen Dank.
Thank you very much.
(Applaus)
(Applause)