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Aplicación del IoT para monitoreo y gestión en el cuidado de adultos mayores a 60 años del área urbana de Guatemala

El IoT permite aumentar la seguridad del hogar por medio de sistemas de acceso digital, cámaras y alertas automatizadas. Establecer rutinas ayuda en el ahorro de tiempo, asimismo, son útiles al padecer pérdidas de memoria.

El IoT facilita la vida de las personas de edad avanzada.
Invitado
22 de noviembre, 2022

Resumen: Internet de las cosas, el término fue utilizado en 1999, pero el primer dispositivo fue una máquina de Coca Cola en la universidad Carnegie Mellon, los programadores debían conectarse por internet a la máquina para verificar si había bebidas frías o si debían ir a rellenarla. Los dispositivos IoT están conectados a internet con sensores y software, esta tecnología ha permitido controlarlos utilizando herramientas portátiles. Se han usado para proteger el medioambiente, monitorizar la salud y vigilar el hogar, entre otros. Los sensores asequibles y fiables han hecho que el IoT sea más accesible para más fabricantes y usuarios finales, el aumento de protocolos de red para internet ha facilitado la conexión de estos sensores a la nube, los avances en las redes neuronales de la inteligencia artificial han llevado a los dispositivos IoT el procesamiento de lenguaje natural.

1. Introducción

¿Cómo puede contribuir el internet de las cosas para ayudar al adulto mayor?

De acuerdo con diferentes estudios realizados por la Organización Mundial de la Salud (OMS), se ha identificado que la capacidad física, fisiológica y cognitiva tiende a deteriorarse con mayor velocidad en los adultos mayores a partir de los 60 años, por esta razón se encuentran más propensos a accidentes dentro y fuera del hogar, necesitando asistencia para realizar sus actividades y tareas diarias.

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Al identificar estos problemas se ve la oportunidad de apoyo utilizando la tecnología del Internet de las cosas (IoT). La pandemia ha obligado a acelerar muchos cambios virtuales para dar paso a soluciones en la vida de estas personas. Actualmente se cuenta con dispositivos de comandos de voz, soluciones de telemedicina, monitoreo de signos vitales por medio de relojes inteligentes que informan de complicaciones generando alertas y una atención oportuna.

2. Internet de las cosas

2.1 Beneficios

Los dispositivos generan un ecosistema interconectado, estableciendo comunicación desde cualquier lugar por medio de comandos de voz o aplicación.

Ahorro de energía eléctrica lo cual ayuda a la economía del usuario, el mantenimiento de estos dispositivos es eficiente lo que ahorra tiempo.

El IoT permite aumentar la seguridad del hogar por medio de sistemas de acceso digital, cámaras, alertas automatizadas, entre otros. Establecer rutinas ayuda en el ahorro de tiempo, asimismo, estas son útiles al padecer pérdidas de memoria.

2.2 El cuidado del adulto mayor

El mercado de las soluciones para personas mayores de 60 años crece año tras año. La OMS proyecta un incremento de esta población del 43% de individuos mayores de 65 años en el año 2050 comparándolo contra el año 2020.

Ya que este sector poblacional va en incremento, está creciendo también su interés por el internet, incrementándose del 14% en 2000, al 73% en 2019 y en 2016 el 45%.

Este grupo de personas pueden presentar deficiencias, motoras, emocionales y sociales.

Permite el cambio y superación del sentimiento relacionados a la no pertenencia, debido a que en su mayoría no han logrado continuar en sus trabajos.

Ayuda a la familia permitiendo el monitoreo de sus seres queridos por medio las diferentes cámaras brindando seguridad dentro del hogar.

Debido a las diferentes necesidades de comunicación e interacción del adulto mayor, el IoT permite socializar a distancia por medio de los diferentes dispositivos que existen en la actualidad.

3. Implementación

El sistema IoT es implementado en un hogar como plan piloto estratégico, su elaboración tiene como enfoque a futuro el desarrollo de proyectos que permitirán su adquisición de forma gradual en los hogares del adulto mayor.

El despliegue de este sistema IoT se enfocó desde los siguientes puntos de vista: característica de implementación, nivel de utilización, tipo de hogar, definición de funcionalidad.

Este proceso se planificó desde una arquitectura con base a la topología lógica y física de conexión, así como la distribución en forma estratégica de los dispositivos; nivel de utilización, configuración de dispositivos, una guía de cada una de las actividades que desarrollará el sistema IOT y la funcionalidad técnica de cada dispositivo evidenciando así la interacción y comportamiento entre ellos.

3.1 Dispositivos

En el hogar puede automatizarse el sistema de iluminación, climatización, apertura y cierre, bloqueos, accesos, seguridad, ocio, multimedia y purificación de espacio. A continuación, se describen los dispositivos utilizados durante la implementación de “La Casa Prototipo”:

Asistente Virtual - utilizados para operar por medio de comandos de voz, ejecutando diferentes tareas del hogar tales como llamadas, limpieza y configuraciones, entre otros. Se realizó la configuración del asistente virtual Alexa y dispositivo Echos creado por Amazom en el año de 2014.

Iluminación – Las bombillas, lámparas y tiras de led pueden ser configurados estableciendo la intensidad, color y luminosidad. Ahorran energía ya que algunos modelos tienen celdas solares para exteriores. Utilizando los focos marca Philips Hue, LIFX, Nexxt entre otros.

Sensor de movimiento - Enciende y apaga las luces de forma automática al detectar movimiento, se usó el sensor de movimiento marca PHILIPS.

Climatización – Se controla a distancia o de forma automática el termostato, aire acondicionado y ventiladores en cada una de las habitaciones. Se utilizó un sensor de temperatura marca AC Infinity que enciende/apaga el sistema de climatización al sobrepasar la temperatura establecida, evitando así el sobrecalentamiento de los dispositivos eléctricos.

Seguridad - Con ayuda de los sensores las alarmas se han vuelto inteligentes ya que al detectar cualquier movimiento indeseado en un determinado perímetro éstas se activan y pueden grabar video, se puede acceder a ellos por medio de dispositivos móviles. Se instalaron cámaras marca BLINK y WYZE, que permiten la visualización del área deseada, seguridad del hogar, monitoreo y detección de movimiento con alarma, altavoces, entre otros.

Limpieza – Realiza el mapeo en tiempo real de la habitación en la que se realizará el aspirado por medio de sensores de localización o cámaras. Se disponía de una aspiradora marca iRobot Roomba.

Red – Configuración de la red para una mayor cobertura de la señal Wifi. Se instalaron múltiples accesos proporcionados con el sistema Wi-Fi 6 de malla de doble banda, marca eero 6, dichos dispositivos permiten una cobertura de aproximadamente 6000 pies cuadrados.

Ocio y multimedia – Encendido/apagado por comandos de voz de televisión y altavoces inteligentes. Se configuró el Firestick 4K que permite la visualización de series, películas y videos por medio de diferentes aplicaciones, tales como Netflix, Prime Video, Apple tv y HBO Max, entre otros. Para el sistema de sonido se realizó la conexión física y configuración lógica; utilizando las marcas DENON, Polk, Yamaha, Behringer, Klipsch y Logitech; permitiendo de esta manera un alto rendimiento y calidad en el audio generando una experiencia de sonido 3D.

Localización - búsqueda y localización de llaves, bolsas, entre otros. Se utilizaron los dispositivos bluetooth marca Tile, tienen un alcance aproximado de 400 pies y son resistentes al agua.

Tomacorrientes inteligentes – Se configura cada uno de los tomacorrientes que se deseen encender/apagar ya sea de forma automática, por comandos de voz o por medio de la aplicación. Usamos la marca Nexxt y una división de TP-LINK marca Kasa Smart.

Relojes Inteligentes - Monitorean signos vitales y generan alertas en caso de haber una frecuencia cardiaca anormal, obtención de recorridos, ubicaciones, verificación de mensajes, generar llamadas, entre otros. Se configuraron los relojes marca Xiaomi, Huawei y Fitbit.

Los elementos indicados a continuación no se implementaron, sin embargo, son importantes durante el uso del IoT:

  • Apertura y cierre - se puede controlar la apertura y cierre de puertas o ventanas cuyos motores han sido conectados, por ejemplo, al abrir y cerrar persianas o la puerta del garaje.
  • Bloqueos y accesos - cerraduras inteligentes digitales o con teclados numéricos, podemos garantizar acceso o bien bloquearlas desde el dispositivo móvil.
  • Purificación del espacio - los sensores que analizan la calidad del aire pueden detectar si en la habitación hay demasiada polución y activará un extractor para purificarla.

Dispositivos utilizados en implementación

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Nota: La figura anterior muestra los dispositivos utilizados durante la implementación del IoT para su respectiva configuración. Fuente: Autoría propia.

3.2 Registro y configuración en plataformas

Cada uno de los dispositivos deben ser registrados y configurados en los portales del fabricante que corresponda, de los cuales existe una gran diversidad. Por ejemplo, en el asistente Amazon Alexa es necesario crear una cuenta de usuario y posterior a ello configurar los distintos dispositivos, como se muestra en la imagen.

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Nota: La figura anterior muestra el registro y configuración con Alexa. Fuente: Autoría propia.

Después de registrar y configurar todos los dispositivos en sus distintas aplicaciones por fabricantes, se añaden al asistente virtual para visualizar una sola lista de todos aquellos que se encuentren conectados.

3.4 Pruebas Elaboradas

Luego de la implementación y configuración elaborada se realizaron pruebas en sitio y fuera de este, con el fin de comprobar la mejoría en la calidad de vida, automatizaciones y autonomía de las personas de la tercera edad viviendo en estos hogares. Se realizaron diferentes pruebas con relojes marca Xiaomi, Huawei y Fitbit, que permitieron la obtención de signos vitales, alertas, recorridos, control del sueño, entre otros.

Configuraciones y pruebas

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Nota: La figura anterior muestra algunas de las configuraciones realizadas por distintos medios, tales como aplicación Philips, Alexa, Tablet, echo, entre otros. Fuente: Autoría propia.

De esta manera se pudo evidenciar que la autonomía mejoró significativamente, así como la calidad de vida, ya que no era necesario realizar todas las tareas de forma manual, permitiendo así la automatización de las siguientes tareas:

  • Limpieza del hogar con el uso del dispositivo iRobot Roomba.
  • Apagado/Encendido de luces, televisor, audio y ventilación por medio de Alexa o aplicaciones de fabricantes.
  • Visualización de cámaras, con el fin de evitar dirigirse al lugar que se desea verificar, tal como la puerta frontal en caso de una visita.
  • Recordatorios de la toma de medicamentos.
  • Encendido/apagado de aparatos electrónicos no inteligentes por medio de enchufes inteligentes.
  • Configuración y apagado de alarmas.
  • Verificación de latidos del corazón de forma manual, utilizando los relojes inteligentes.

Se realizó la simulación ante una emergencia en la cual Alexa generase una llamada y envío de notificación a los números configurados y el resultado fue exitoso. Entre otras de las pruebas elaboradas, cada una de las personas en cada hogar interactuó con estos dispositivos, debido a ello lograron conocer su funcionalidad y adoptar los conocimientos de forma excepcionalmente sencilla.

4 Conclusiones

  • El Internet de las Cosas genera una transformación en el hogar y entorno social del adulto mayor, ya que actualmente se entrelazan de forma digital.
  • Las resoluciones del IoT ayudarán a mejorar el cuidado y la relación entre los adultos mayores, su familia y cuidadores.
  • El mercado de dispositivos IoT crece a pasos agigantados por la miniaturización y abaratamiento de la electrónica.
  • La sostenibilidad y eficiencia de los dispositivos adecuados a la solución implementada es una prioridad que genera valor en la vida cotidiana del adulto mayor.
Autores:  Conny M. Barrios, Jorge M. Toc, José A. Quezada, Lilibeth M. Chinchilla y Melani L. Ramírez. Facultad de Ingeniería en Sistemas de Información/Universidad Mariano Gálvez de Guatemala, Guatemala
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