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.
Co staje się największym zagrożeniem dla zdrowia Amerykanów? Rak? Zawały serca? Cukrzyca? Okazuje się, że nie. To choroba Alzheimera. Co 67 sekund w USA diagnozuje się chorobę Alzheimera. Do roku 2050 liczba chorych na Alzheimera zwiększy się trzykrotnie, co sprawi, że opieka nad nimi i resztą starzejącej się ludności, będzie ogromnym wyzwaniem społecznym.
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.
Moja rodzina bezpośrednio doświadczyła, czym jest opieka nad osobą z Alzheimerem. Dorastałem w rodzinie trzypokoleniowej, więc byłem bardzo blisko z moim dziadkiem. Gdy miałem cztery lata, spacerowałem z dziadkiem po parku w Japonii, gdy nagle dziadek się zgubił. To była jedna z najbardziej przerażających chwil w moim życiu. Właśnie wtedy dowiedzieliśmy się, że dziadek choruje na Alzheimera. Przez ostatnich 12 lat jego stan się pogarszał, ale to jego wędrówki przysporzyły nam najwięcej stresu. Dziadkiem opiekuje się ciocia, która często nie spała w nocy, żeby mieć go na oku. Mimo to, czasem nie udawało jej się złapać dziadka, gdy wstawał. Zacząłem martwić się stanem zdrowia cioci oraz bezpieczeństwem dziadka. Szukałem sposobu na rozwiązanie problemów mojej rodziny, ale żadnego nie znalazłem.
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.
Pewnej nocy, około dwóch lat temu, gdy opiekowałem się dziadkiem, zobaczyłem, że wychodzi z łóżka. Gdy stanął na podłodze, pomyślałem o umieszczeniu mu na pięcie czujnika nacisku. W chwili postawienia stopy na podłodze czujnik wykryłby wzrost nacisku, spowodowany ciężarem ciała, co bezprzewodowo uruchomiłoby alarm w telefonie opiekuna. Wtedy ciocia mogłaby lepiej sypiać, nie martwiąc się wędrówkami dziadka.
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.
Teraz chciałbym zademonstrować moją skarpetę. Mógłbym prosić modelkę na scenę? Świetnie. Gdy tylko pacjent postawi stopę na podłodze, (Dźwięk alarmu) w telefonie opiekuna uruchamia się alarm.
Thank you. (Applause)
(Brawa)
Dziękuję.
Thank you, sock model.
Dziękuję modelce.
So this is a drawing of my preliminary design.
Oto rysunek mojego wstępnego projektu.
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.
Chęć stworzenia technologii opartej na czujnikach wynika pewnie z mojej dozgonnej miłości do czujników i technologii. Gdy miałem sześć lat, przyjaciel rodziny, starszy pan, upadł w łazience i doznał poważnych urazów. Zacząłem martwić się o własnych dziadków, więc wymyśliłem łazienkowy system bezpieczeństwa. Polegałby on na umieszczeniu czujników ruchu w płytkach podłogowych, żeby wykryć upadki osób starszych, gdy tylko przewrócą się w łazience. Miałem wtedy dopiero sześć lat, nie ukończyłem nawet przedszkola, nie miałem zasobów ani narzędzi, żeby urzeczywistnić mój pomysł, jednak moje doświadczenie badawcze zaszczepiło we mnie silne pragnienie, by użyć czujników, pomagając starszym. Wierzę, że czujniki mogą poprawić jakość życia osób starszych.
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.
Wykonując projekt zrozumiałem, że staję przed trzema wyzwaniami: 1. Stworzenie czujnika. 2. Budowa obwodu elektrycznego. 3. Napisanie aplikacji na smartfona. Uświadomiłem sobie, że mój plan był dużo trudniejszy do zrealizowania, niż myślałem na początku.
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.
Najpierw musiałem stworzyć na tyle cienki i elastyczny czujnik, żeby mógł być wygodnie noszony pod stopą. Po poszukiwaniach i testach różnych materiałów, jak guma, która okazała się zbyt gruba, by nosić ją pod stopą, postanowiłem wydrukować czujnik z przewodzącymi prąd, czułymi na nacisk cząsteczkami atramentu. Gdy naciskamy, odległości między cząsteczkami zmniejszają się. Mogłem stworzyć obwód, który mierzy siłę nacisku przez ocenę oporu elektrycznego.
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.
Musiałem też zaprojektować wygodny, bezprzewodowy obwód, jednak bezprzewodowe przesyłanie sygnału pochłania dużo energii i wymaga nieporęcznych baterii. Na szczęście, dowiedziałem się o energooszczędnej technologii Bluetooth, która nie wymaga wiele prądu i jest zasilana baterią wielkości monety. Dzięki temu system nie przestaje działać w środku nocy.
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.
Następnie stworzyłem aplikację, przekształcającą telefon opiekuna w zdalny monitor. Musiałem poszerzyć swoją wiedzę na temat kodowania Java i XCode oraz nauczyć się programować energooszczędne urządzenia Bluetooth, oglądając tutoriale na YouTube i czytając podręczniki.
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.
To wszystko umożliwiło mi stworzenie dwóch prototypów. W jednym z nich czujnik jest wbudowany w skarpetę, drugi stanowi zbiór sensorów, które można przyczepić do miejsc, mających kontakt z dolną częścią stopy. Testuję to urządzenie na dziadku już prawie od roku i okazało się ono w 100% skuteczne w ponad 900 przypadkach jego wędrówek. Ubiegłego lata, przeprowadziłem test beta urządzenia w kilku domach opieki w Kalifornii. Obecnie wykorzystuję uzyskane opinie, ulepszając urządzenie, żeby wprowadzić je na rynek. Gdy testowałem przyrząd na pacjentach, zrozumiałem, że muszę stworzyć rozwiązanie dla osób, które nie chcą spać w skarpetach.
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.
Dane dotyczące czujników, uzyskane dzięki wielu pacjentom, mogą być przydatne w ulepszaniu opieki nad nimi a może i w znalezieniu skutecznej metody leczenia. W ostatnim czasie badam zależności między częstotliwością nocnych wędrówek pacjentów, a ich dietą i aktywnością w ciągu dnia.
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.
Nigdy nie zapomnę, jak mój wynalazek po raz pierwszy nakrył dziadka na ucieczce z łóżka. Wtedy dotarło do mnie, jak bardzo technologia może zmienić życie na lepsze. Ludzie żyjący w szczęściu i zdrowiu, właśnie taki świat sobie wyobrażam.
Thank you very much.
Dziękuję bardzo.
(Applause)
(Brawa)