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.
מה הסיכון הגדול ביותר לבריאות האמריקאית ? סרטן? התקפי לב? סוכרת? התשובה היא למעשה אף אחת מאלה; זה אלצהיימר. כל 67 שניות, מישהו בארצות הברית מאובחן עם אלצהיימר. כשמספר חולי האלצהיימר ישתלש עד 2050, טיפול בהם, כמו גם בשאר האוכלוסיה המזדקנת, יהפוך לאתגר חברתי כבד.
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.
המשפחה שלי חוותה ממקור ראשון את המאבקים של טיפול בחולה אלצהיימר. גדלתי במשפחה עם שלושה דורות, תמיד הייתי מאוד קרוב לסבי. כשהייתי בן ארבע, סבי ואני הלכנו בפארק ביפן כשפתאום הוא הלך לאיבוד. זה היה אחד הרגעים המפחידים שאי פעם חוויתי בחיי, וזה היה גם המקרה הראשון שידע אותנו שסבי חלה באלצהיימר. במהלך 12 השנים האחרונות, המצב שלו החמיר והחמיר, והשיטוט שלו בעיקר גרם למשפחתי הרבה לחץ. דודתי, המטפלת העיקרית שלו, באמת נאבקה להשאר ערה בלילה כדי לשמור עליו, ואפילו אז נכשלה הרבה פעמים לתפוס אותו יוצא מהמיטה. הפכתי מודאג מאוד לבריאות של דודתי כמו גם לבטיחות של סבי. חיפשתי ביסודיות פיתרון שיוכל לעזור לבעיות של המשפחה שלי, אבל לא מצאתי אחד.
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.
אז, לילה אחד לפני בערך שנתיים, שמרתי על סבי וראיתי אותו יוצא מהמיטה. ברגע שהרגל שלו נגעה ברצפה, חשבתי, למה שלא אשים חיישן לחץ על עקב רגלו? ברגע שהוא ידרוך על הרצפה ומחוץ למיטה, חיישן הלחץ יזהה עליה בלחץ שיגרם בגלל משקל הגוף ואז ישלח התראה קולית אלחוטית לסמרטפון של המטפל. כך, דודתי תוכל לישון הרבה יותר טוב כל לילה בלי הצורך לדאוג בנוגע לשיטוטים של סבי.
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.
אז עכשיו הייתי רוצה לבצע הדגמה של הגרב הזו. אוכל לקבל את דוגמנית הגרב שלי לבמה? מעולה. אז ברגע שהחולה דורך על הרצפה -- (צילצול)-- אזהרה נשלחת לסמרטפון של המטפל.
Thank you. (Applause)
תודה לכם. (מחיאות כפיים)
Thank you, sock model.
תודה לך, דוגמנית הגרב.
So this is a drawing of my preliminary design.
אז זה איור של העיצוב הראשוני שלי.
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.
הרצון שלי ליצור טכנולוגיה מבוססת חיישנים אולי הגיעה מהאהבה שלי לחיישנים וטכנולוגיה. כשהייתי בן שש, חבר משפחה מבוגר נפל במקלחת וסבל מפציעות חמורות. והתחלתי לדאוג לסבים שלי והחלטתי להמציא מערכת אמבטיה חכמה. חיישני תנועה יותקנו בתוך מרצפות האמבטיה כדי לזהות את הנפילה של חולים זקנים אם הם יפלו באמבטיה מאחר והייתי בן שש באותו זמן ולא סיימתי גן באותו זמן, לא היו לי את המשאבים הדרושים והכלים כדי לתרגם את הרעיונות שלי למציאות, אבל עדיין, נסיון המחקר שלי באמת שתל בי תשוקה עזה להשתמש בחיישנים כדי לעזור לאנשים זקנים. אני באמת מאמין שחיישנים יכולים לשפר את איכות החיים של הזקנים.
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.
כשחשבתי על התוכנית שלי, הבנתי שעמדתי בפני שלושה אתגרים: ראשית: ליצור חיישן; שנית, לתכנן מעגל; ושלישית, לכתוב אפליקציית לסמרטפון. זה גרם לי להבין שהפרוייקט שלי היה למעשה הרבה יותר קשה למימוש משחשבתי בהתחלה.
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.
ראשית, הייתי צריך ליצור חיישן לביש שהיה דק וגמיש מספיק כדי להלבש בנוחות על תחתית של רגל של אדם. אחרי מחקר מקיף ונסיונות של חומרים שונים כמו גומי, שהבנתי שהוא עבה מדי להלבש בנוחות על כף הרגל, החלטתי להדפיס חיישן פילם עם חלקיקי דיו מוליך רגיש ללחץ. ברגע שמפעילים לחץ, החיבוריות בין החלקיקים גדלה. לכן, יכולתי לתכנן מעגל שימדוד לחץ על ידי מדידת התנגדות חשמלית.
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.
לאחר מכן, הייתי צריך לתכנן מעגל אלחוטי לביש, אבל שידור אות אלחוטי צורך הרבה כוח ודורש סוללות כבדות ומגושמות. למרבה המזל, הייתי מסוגל לגלות את טכנולוגית הבלוטות' עם האנרגיה הנמוכה, שצורכת מעט מאוד כוח ויכולה להיות מופעלת על ידי סוללה בגודל מטבע. זה מנע מהמערכת לגווע באמצע הלילה.
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.
לבסוף, היית צריך לקודד אפליקצית סמרטפון שבעיקרון תהפוך את הסמרטפון של המטפל למכשיר ניטור מרחוק. לזה, הייתי צריך להרחיב את הידע שלי בתכנות ג'אווה ו-XCode וגם הייתי צריך ללמוד על איך לקודד למכשירי בלוטות' באנרגיה נמוכה על ידי צפיה בהדרכות ביוטויב וקריאה של ספרים שונים.
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.
בשילוב המרכיבים האלה, הייתי מסוגל ליצור בהצלחה שני אבות טיפוס, אחד בו החיישן מוטמע בתוך הגרב, והשני עם חיישן שניתן להפריד ולחבר שיכול להדבק בכל מקום בו הוא נוגע עם כף הרגל של המטופל. ניסיתי את המכשיר על סבי במשך בערך שנה עכשיו, והיה לו שיעור הצלחה של 100 אחוז בזיהוי יותר מ 900 מקרים ידועים של שיטוט. בקיץ שעבר, הייתי מסוגל לעשות ניסוי בטא למכשיר בכמה מרכזי טיפול אזוריים בקליפורניה, ואני כרגע משלב את המשוב כדי לשפר את המכשיר למוצר שניתן לשווק. בדיקת המכשיר על מספר מטופלים גרמה לי להבין שאני צריך להמציא פתרונות לאנשים שלא רצו ללבוש גרביים בשנת הלילה.
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.
אז מידע חיישני, שנאסף על מספר גדול של מטופלים, יכול להיות מועיל כדי לשפר את הטיפול במטופלים וגם להוביל אולי לתרופה למחלה. לדוגמה, אני כרגע בוחן קשר בין התדירות של שיטוט הלילה של מטופל והדיאטה והפעילות היומית שלו.
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.
דבר אחד שאני לעולם לא אשכח זה כשהמכשיר שלי זיהה לראשונה את סבי משוטט מחוץ למיטה בלילה. באותו רגע, הייתי ממש בהלם מהכוח של הטכנולוגיה לשנות את החיים לטובה. אנשים שחיים באושר ובבריאות -- זה העולם שאני מדמיין.
Thank you very much.
תודה רבה לכם.
(Applause)
(מחיאות כפיים)