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.
Какова самая быстрорастущая угроза здоровью американцев? Рак? Сердечные приступы? Диабет? Правильный ответ — ни одна из них. Это болезнь Альцгеймера. Каждые 67 секунд кому-то в США диагностируют болезнь Альцгеймера. К 2050 году, с ростом числа пациентов с болезнью Альцгеймера в 3 раза, уход за ними, а также за остальной частью стареющего населения станет огромной социальной проблемой.
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.
Моя семья испытала на себе трудности ухода за пациентом с болезнью Альцгеймера. Я рос в семье, где было 3 поколения, и всегда был очень близок к своему деду. Когда мне было 4 года, дедушка гулял со мной в парке в Японии, когда вдруг неожиданно заблудился. Это был один из самых страшных моментов, которые я испытал в жизни, это было также первым случаем, который дал нам понять, что у моего дедушки была болезнь Альцгеймера. За прошедшие 12 лет его состояние становилось всё хуже и хуже, а его блуждания в особенности вызывали у моей семьи большой стресс. Моя тётя, главное лицо, осуществлявшее за ним уход, старалась не заснуть по ночам, чтобы следить за ним, но даже так она зачастую не видела, как он ускользал. Я всерьёз начал беспокоиться о состоянии здоровья своей тёти, а также о безопасности своего деда. Я активно искал решение проблемы, которое могло бы помочь моему деду, но никак не мог его найти.
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.
Потом однажды ночью, примерно 2 года назад, когда я присматривал за дедом, я увидел, как он встаёт с кровати. В момент, когда его нога коснулась пола, я подумал, почему бы мне не поставить датчик давления ему на пятку? Как только он вставал с постели на пол, датчик давления определял бы увеличение давления, вызванное массой тела, а затем передавал бы звуковой сигнал по беспроводной связи на смартфон. Таким образом, моя тётя спала бы ночью намного лучше, не беспокоясь о блужданиях дедушки.
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.
Теперь я хотел бы продемонстрировать вам этот носок. Можно, пожалуйста, модель с носком на сцену? Отлично. Итак, как только пациент встаёт на пол, (Звуковой сигнал) на смартфон ухаживающего отправляется предупреждение.
Thank you. (Applause)
Спасибо. (Аплодисменты)
Thank you, sock model.
Спасибо модели.
So this is a drawing of my preliminary design.
Это изображение моего предварительного дизайна.
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.
Моё желание создать устройство на основе датчика, возможно, возникло из моей извечной любви к датчикам и технологиям. Когда мне было 6 лет, пожилой друг нашей семьи упал в ванной комнате и получил серьёзные травмы. Я забеспокоился о своих бабушке и дедушке и решил изобрести интеллектуальную систему для ванной. Нужно было установить датчики движения внутри напольной плитки, чтобы обнаруживать падение пожилых людей в ванных комнатах. Но так как в то время мне было всего 6 лет и я ещё ходил в детский сад, у меня не было необходимых ресурсов и инструментов для реализации своей идеи. Но тем не менее мой опыт исследования вселил в меня твёрдое желание использовать датчики, чтобы помогать пожилым людям. Я действительно верю, что датчики могут улучшить качество жизни престарелых.
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.
Обдумав свой план, я понял, что столкнулся с 3 главными проблемами: первая — создание датчика, вторая — разработка схемы, и третья — создание приложения. Это помогло мне осознать, что реализовать мой проект будет гораздо сложнее, чем я себе это изначально представлял.
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.
Сначала мне надо было создать носимое устройство, достаточно тонкое и гибкое, чтобы его можно было удобно носить на подошве. После долгих исследований и испытаний различных материалов вроде резины, которая, как я понял, была слишком толстой, чтобы облегать стопу, я решил напечатать датчик-плёнку с токопроводящими частицами чернил, чувствительными к давлению. Когда оказывается давление, связь между частицами усиливается. Так я мог разработать схему, которая определяла бы давление, измеряя электрическое сопротивление.
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.
Далее мне нужно было сделать беспроводную схему, пригодную для но́ски. Но беспроводная передача сигнала потребляет много энергии и требует тяжёлых, громоздких батарей. К счастью, я узнал о технологии Bluetooth с низкой энергоёмкостью, потребляющей очень мало энергии и работающей от батарейки размером с монету. Это предотвращало выход системы из строя посреди ночи.
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.
Последним мне нужно было создать приложение, которое бы по сути превратило смартфон ухаживающего в удалённый монитор. Для этого мне нужно было расширить знания по программированию с помощью Java и XCode и ещё научиться кодировать для устройств Bluetooth с низким энергопотреблением, смотря обучающие ролики на YouTube и читая различные учебники.
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.
Объединив эти составляющие, я смог успешно создать 2 прототипа: один, в котором датчик встроен внутри носка, а другой — присоединяемый сборный датчик, который можно прикрепить к чему-то, что соприкасается со стопой пациента. Почти год я тестировал устройство на своём дедушке, и доля успешных попыток обнаружения более 900 случаев его блужданий равна 100%. Прошлым летом я смог провести эксплуатационные испытания устройства в нескольких учреждениях по уходу в Калифорнии. Сейчас я обрабатываю данные для дальнейшего совершенствования устройства в для продвижения на рынке. Тестируя устройство на нескольких пациентах, я смог понять, что мне нужно изобрести решения для людей, которые не хотят спать в носках.
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.
Так, данные с датчиков, собранные с огромного количества пациентов, могут быть полезны для улучшения ухода за пациентами, а, возможно, и привести к излечению болезни. Например, в настоящее время я изучаю взаимосвязь между частотой ночных блужданий пациента и его или её повседневной деятельностью и питанием.
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.
Я никогда не забуду тот момент, когда моё устройство впервые застало, как дедушка встал ночью с постели. В тот момент я действительно был поражён силой технологии, способной изменить жизнь к лучшему. Люди, живущие в счастье и здоровье, — вот мир, который я себе представляю.
Thank you very much.
Спасибо большое.
(Applause)
(Аплодисменты)