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.
Mi a leggyorsabban terjedő betegség az USA-ban? Talán a rák? Szívroham? Cukorbetegség? A helyes válasz: egyik sem. Az Alzheimer-kór. Az USA-ban 67 másodpercenként diagnosztizálnak új Alzheimer-kóros pácienst. 2050-re megháromszorozódik az Alzheimer-kóros páciensek száma. A gondozásuk, valamint az öregedő népesség ellátása a legnagyobb társadalmi gonddá válik majd.
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.
Családom saját bőrén tapasztalta, mennyire nehéz Alzheimer-kóros beteget gondozni. Szüleimmel s nagyszüleimmel nőttem fel, s mindig nagyon közel álltam nagyapámhoz. Négyéves koromban egy parkban sétáltunk Japánban, nagyapa és én, s egyszer csak eltévedt. Életem egyik legijesztőbb pillanata volt. Ekkor figyeltünk fel először arra is, hogy nagyapámnak Alzheimer-kórja lehet. Az utóbbi 12 évben egyre rosszabbodott az állapota. A családomat leginkább az aggasztotta, hogy nagyapa elkószál. Nagynéném gondozza őt főleg, s éjjelente iparkodott ébren maradni, hogy vigyázhasson rá. De még így sem vette mindig észre, ha nagyapa útra kelt. Nyugtalanított nagynéném lelkiállapota és nagyapa biztonsága. Sokat törtem a fejem, miként lehetne rajtuk segíteni, de nem találtam megoldást.
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.
Két évvel ezelőtt egy éjszaka nagyapámra vigyáztam, mikor láttam, hogy felkel. Ahogy a padlóra tette a lábát, eszembe jutott: "Miért is ne tennénk egy nyomásérzékelőt a sarkára?" Amint a padlóra teszi a lábát, és rááll, a nyomásérzékelő rögtön jelezné a testsúlya miatti nyomásváltozást, majd hangriasztást küldene a gondozó okostelefonjára. Így a nagynénim jobban alhatna éjjel, mert nem kellene nagyapa miatt nyugtalankodnia.
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.
Most pedig szeretném bemutatni nektek a zokni működését. Zokni modell, légy szíves, fáradj be a színpadra. Nagyszerű! Tehát amint a páciens a padlóra lép – (Csengés) az érzékelő azonnal riasztja a gondozó okostelefonját.
Thank you. (Applause)
Köszönjük! (Taps)
Thank you, sock model.
Köszi szépen a segítséget, zokni modell!
So this is a drawing of my preliminary design.
Itt egy előzetes tervrajzot láthattok.
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.
Azért választottam ezt az érzékelős megoldást, mert mindig is érdekelt az érzékelők technológiája. Mikor hat éves voltam, a család idős barátja elcsúszott a fürdőszobában, és súlyosan megsérült. Féltettem a nagyszüleimet, és egy "okosfürdőszobát" akartam tervezni. Mozgásérzékelőkkel ellátott járólapok azonnal jeleznék, ha egy idős ember elesett a fürdőben. Mivel ekkor még csak hat éves voltam, és még az óvodából sem ballagtam el, erőforrások és eszközök nélkül nem tudtam megvalósítani az elképzelésem. Azonban a kutatási tapasztalatom felkeltette bennem a vágyat, hogy érzékelőkkel segítsek az időseken. Úgy vélem, az érzékelők jelentősen javíthatnák az idősek életminőségét.
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.
Mikor kész lett a tervem, kiderült, három feladatom van: 1) az érzékelő megalkotása, 2) az áramkör megtervezése, 3) az app programozása. Rájöttem, hogy a vártnál nehezebb lesz megvalósítani a terveim.
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.
Először is egy vékony és rugalmas érzékelő kellett hozzá, amely a talpon kényelmesen viselhető. Alapos kutatás, különböző anyagok mint pl. a gumi tesztelése után, amely, mint kiderült, vastagsága miatt nem simul a talphoz, végül fóliaérzékelőt választottam, amiben áramvezető, nyomásra érzékeny tintarészecskék vannak. Nyomás fellépése esetén nő a részecskék közti vezetőképesség. Tehát olyan áramkört tudtam tervezni, mely az elektromos ellenállás mérésével állapította meg a nyomást.
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.
Ezután egy viselhető, vezeték nélküli áramkört terveztem. Azonban a vezeték nélküli jelátvitel rengeteg áramot fogyaszt, és nehéz, ormótlan elemekkel működik. Itt kapóra jöttek a Bluetooth alacsony fogyasztású megoldásai. Keveset fogyasztanak, és mindössze érme nagyságú elemmel üzemelnek. Így nem merülne le a rendszer váratlanul az éj közepén.
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.
Végül egy app-et kellett programozni. A gondozó okostelefonja így távolról figyelné az illetőt. Kellett hozzá egy kis továbbképzés, mert a Javán és az XCode-on felül a Bluetoothos készülékek programozását is ismernem kellett. YouTube-os leckéket néztem, s persze tankönyveket is bújtam.
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.
Az elemek integrálásával sikerült két mintapéldányt előállítani. Egyikük egy érzékelős zokni volt, a másik pedig egy olyan érzékelő, amelyet az illető talpán bárhova fel lehetett erősíteni. Ezt a készüléket a nagyapámon tesztelem kb. egy éve, és idáig 100%-ban észlelte több mint 900 elkószálási kísérletét. Tavaly nyáron béta-teszteltük kaliforniai idősek otthonaiban. Most a visszajelzések alapján tökéletesítem a készüléket, hogy hamarosan piacra dobhassuk. A sok tesztből rájöttem, hogy más megoldásokra is szükség lesz, mert nem mindenki szeret éjszaka zoknit viselni.
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.
Az érzékelők által gyűjtött adatok javíthatják a betegek kezelését, s elősegíthetik a gyógyításukat is. Pl. most azt tanulmányozom, hogy van-e összefüggés a beteg éjjeli sétáinak száma, nappali tevékenységei és étrendje közt.
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.
Sosem fogom elfelejteni, mikor a találmányom először jelezte nagyapa elcsatangolási kísérletét. Abban a pillanatban rádöbbentem, hogy a technológia jobbá teszi életünket. Boldogan és egészségesen élő emberek: én ilyen világot képzeltem el.
Thank you very much.
Köszönöm szépen a figyelmeteket.
(Applause)
(Taps)