АЛЕРТ-СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ И МОНИТОРИНГА ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
ALERT SYSTEM FOR DIAGNOSING AND MONITORING A PERSON'S HEALTH IN REAL TIME

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее техническое решение относится к области вычислительной техники, в частности, к алерт-системам диагностики и мониторинга здоровья человека в реальном времени.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Из уровня техники известно решение, выбранное в качестве наиболее близкого аналога, RU 2729430 C1. Данное решение относится к медицинской технике, а именно к аппаратно-программному комплексу для мониторинга жизненных показателей. Комплекс представляет собой закрепляемую на груди майку с прочной составляющей в районе солнечного сплетения и лямками на плечах и на линии крепления датчиков под грудью. Майка выполнена из эластичного тканевого материала с системой гибкой полимерной проводки для разводки питания от центрального агрегатора данных. Агрегатор содержит подсистему горячей замены батарей и контроллер беспроводной связи и подзарядки для подключения микромощных сенсоров, на который в виде дополнительной платы установлен аккумулятор и система оповещения о его низком заряде. Разъемные соединения интерфейсов данных контроллера выполнены с возможностью подключения сильноточных сенсоров. Расположенная по модульному принципу сенсорная сеть комплекса включает в себя неинвазивный нательный биохимический датчик содержания лактата и глюкозы проточного типа на основе биоэлектрохимического анализа состава пота (ДЛГ), неинвазивный нательный полупроводниковый датчик температуры и влажности кожного покрова, неинвазивный нательный электрокардиограф на 4-6 отведений, мультиспектральный датчик измерения параметров пульсоксиметрии (ДПП), датчик измерения частоты и объема дыхания на основе данных тензометрии (ДТ), датчик измерения артериального давления (ДАД) и систему датчиков для измерения двигательной активности как центра масс тела, так и индивидуальных его частей, суставов и конечностей с фиксацией кинематических векторов движений в динамике (ДДА). Обеспечивается мониторинг жизненных показателей с эффективным выявлением на ранней стадии патологии в работе органов, повышением качества жизни пациентов с приобретенным заболеванием, снижением рисков внезапной смерти или потери здоровья и трудоспособности.
Вышеуказанное техническое решение направлено на решение проблемы мониторинга жизненных показателей. Однако стоит отметить, что в известном уровне техники, не раскрыта информация об адаптивном искусственном интеллекте, который содержит алгоритмы искусственного интеллекта, которые качественно обрабатывают полученную информацию, автоматически адаптируют режим работы персонального носимого устройства и облачных алгоритмов под пользователя, выполняют аналитическую обработку данных, в том числе в реальном времени, отправляют команды на носимые устройства, серверы и внутренним получателям, службам и/или третьим лицам.
Кроме того, в данном решении форм-фактор указан как "майка", но представляет собой не вид одежды, а техническое решение, лишь визуально напоминающее майку, т.к. содержит две лямки, зацепляющихся за плечи, а остальная часть носимого устройства держится на ремне, который обхватывает тело человека, при этом токопроводящие элементы, датчики, сенсоры и прочая электроника вешаются на эти и на дополнительные ремни, зацепляющиеся отдельно за другие части тела.
В предлагаемом решении форм-фактором является умная одежда, то есть футболка, костюм, корсет, майка, толстовка, жилет, куртка, скафандр, белье, на которую, или в которую, непосредственно, встраиваются токопроводящие элементы, датчики, сенсоры и электроника. Это важное отличие как с точки зрения его практической реализации, так и с точки зрения потребительских качеств и свойств.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное решение, является создание алерт-системы диагностики и мониторинга здоровья человека в реальном времени. Дополнительные варианты реализации настоящего изобретения представлены в зависимых пунктах изобретения.
Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств алерт-системы.
Заявленный результат достигается за счет осуществления алерт-системы диагностики и мониторинга здоровья человека в реальном времени, которая содержит:
футболку, которая включает в себя: систему электродов на 6 медицинских отведений ЭКГ, акселерометр, gps-трекер, сенсоры температуры, причем футболка выполнена с возможностью передачи собранных данных на носимое вычислительное устройство;
съемно-разъемное соединение, выполненное с возможностью обеспечения соединения носимого вычислительного устройства с системой электродов и сенсоров;
носимое вычислительное устройство, выполненное с возможностью хранения и обработки данных, получения и/или передачи данных с или на мобильное устройство и/или сервер;
по меньшей мере один сервер, выполненный с возможностью хранения и обработки данных, получения и/или передачи данных с или на носимое вычислительное устройство и/или сторонние устройства;
адаптивный искусственный интеллект, содержащий алгоритмы искусственного интеллекта, автоматически адаптирующие режим работы персонального носимого устройства и облачных алгоритмов под пользователя, выполняющие аналитическую обработку данных, в том числе в реальном времени, отправляющие команды на носимое вычислительное устройство и/или серверы и/или службам экстренного реагирования и/или третьим лицам;
систему немедленных уведомлений, выполненную с возможностью отправки уведомлений пользователю.
В частном варианте реализации описываемого решения, футболка дополнительно содержит сенсоры для анализа биоэлектрической активности мышц и нервно-мышечной передачи.
В частном варианте реализации описываемого решения, футболка дополнительно содержит сенсоры с обратной связью.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, футболка содержит сенсоры для анализа биохимических показателей.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, сенсоры для анализа биохимических показателей являются инвазивными.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, сенсоры для анализа биохимических показателей являются неинвазивными.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, сенсоры с обратной связью выполнены с возможностью стимулирования участков кожи и подкожных тканей, а также введения фармацевтических препаратов и/или витаминов и/или гормонов.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, футболка содержит систему охлаждения.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, футболка содержит систему подогрева.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, футболка содержит систему увлажнения.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, футболка содержит систему обеззараживания.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, футболка содержит микрофон.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, система немедленных уведомлений, выполнена с возможностью отправки текстовых и/или звуковых и/или мультимедийных сообщений и/или уведомлений пользователю.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, футболка представляет собой майку или топ, или футболку с длинным рукавом, или толстовку, или корсет.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, футболка реализована путем сшивания носимого устройства с системой электродов и системой токопроводящих нитей.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, система электродов содержит сенсоры-электроды, которые выполнены из ткани и нитей, имеющих токопроводящие свойства или ткани и нитей на посеребрённой и\или углеродной и\или медной основах.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, сенсоры могут быть напечатаны и/или наклеены.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, футболка содержит систему электродов на 12 медицинских отведений ЭКГ.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, сервер представляет собой облачный сервер или мобильный сервер.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, в системе немедленных уведомлений средства связи подключаются искусственным интеллектом заранее.
В другом частном варианте реализации описываемого решения, средства связи это - личный кабинет, мобильное приложение, смс, телефон, мессенджеры, дисплеи экранные и без экранные, интерфейсы, вибромотор, email, устройства виртуальной и/или дополненной реальности.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Реализация изобретения будет описана в дальнейшем в соответствии с прилагаемыми чертежами, которые представлены для пояснения сути изобретения и никоим образом не ограничивают область изобретения. К заявке прилагаются следующие чертежи:
Фиг. 1, иллюстрирует блок-схему основного процесса работы системы.
Фиг. 2, иллюстрирует диаграмму потоков данных основного процесса работы системы.
Фиг. 3, иллюстрирует общую блок-схему процесса анализа данных.
Фиг. 4, иллюстрирует общую схему носимой части.
Фиг. 5, иллюстрирует схему вычислительного устройства.
Фиг. 6, иллюстрирует общую схему носимого вычислительного устройства.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены детали реализации, призванные обеспечить понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.
Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.
В современном мире проблема качественной дистанционной диагностики и мониторинга здоровья человека в реальном времени становится все более актуальной. Для решения данной проблемы была создана алерт-система, блок-схема работы которой представлена на Фиг. 1.
Предлагаемая алерт-система отличается от известных решений наличием адаптивного искусственного интеллекта, который содержит алгоритмы искусственного интеллекта, которые качественно обрабатывают полученную информацию, автоматически адаптируют режим работы персонального носимого устройства и облачных алгоритмов под пользователя, выполняют аналитическую обработку данных, в том числе в реальном времени, отправляют команды на носимые устройства, серверы и внутренним получателям, службам и/или третьим лицам.
В предлагаемом решении форм-фактором является умная одежда, то есть футболка, костюм, корсет, майка, толстовка, жилет, куртка, скафандр, белье, на которую, или в которую, непосредственно, встраиваются токопроводящие элементы, датчики, сенсоры и электроника. Это важное отличие как с точки зрения его практической реализации, так и с точки зрения потребительских качеств и свойств.
На первом этапе, данные, полученные с сенсоров, анализируются устройством и/или передаются на сервер для анализа. В случае выявления отклонений система формирует уведомления через средства связи. Если отклонений, в обработанных данных не обнаружено, то в этом случае, цикл обработки завершен.
На Фиг. 2 представлена диаграмма потоков данных основного процесса работы системы.
Данные собираются сенсорами с носимой части (футболка и носимое вычислительное устройство). Футболка, включает в себя: систему электродов на 6 медицинских отведений ЭКГ, акселерометр, gps-трекер, сенсоры температуры. Также, футболка может содержать систему электродов на 12 медицинских отведений ЭКГ и следующие сенсоры: сенсоры для анализа биоэлектрической активности мышц и нервно-мышечной передачи; сенсоры с обратной связью; сенсоры для анализа биохимических показателей. При этом, необходимо отметить, что все описанные сенсоры могут быть установлены как вместе, так и каждый в отдельности, с возможностью комбинирования различных сенсоров для конкретной задачи. Данные передаются с устройства на приложение Android/iOS, установленное на мобильном устройстве (шаг 2 может быть исключен, в этом случае данные обрабатываются на самом носимом устройстве полностью автономно или частично автономно, или отправляются на сервер напрямую с носимого устройства, например посредством GSM модуля 5G).
Данные из приложения Android/iOS на мобильном устройстве передаются на облачный сервер для обработки (пункт 3 может быть исключен, в этом случае данные обрабатываются на самом носимом устройстве полностью автономно или частично автономно, или отправляются на сервер напрямую с носимого устройства, например посредством GSM модуля 5G). Данные на самом носимом устройстве и/или на удаленном сервере по необходимости дополняются данными с сервера и подвергаются обработке/анализу. Результаты анализа в случае выявления отклонения возвращаются пользователю в Android/iOS приложение и/или на носимое устройство (например, активируя вибромотор или звуковое уведомление), а также другим ответственным лицам через различные средства связи (смс, email, личный кабинет и другие). Результаты обработанных данных также предоставляются в виде отчетов в разрезе за период, по признаку организационной структуры (отдел, департамент) или по иным признакам и рассылаются по различным каналам связи (email, ЛК), и/или могут быть доступны через ЛК.
На Фиг. 3 представлена общая блок-схема процесса анализа данных.
Сырые данные, полученные с сенсоров, поступают на анализ. Сырые данные фильтруются и подготавливаются к анализу. Сырые данные дополняются накопленными данными из памяти носимого устройства и/или мобильного устройства и/или сервера. На основе дополненных (обогащенных) данных формируется описание состояния пользователя. Промежуточные результаты анализа сохраняются. Из промежуточных результатов происходит финальная оценка алгоритмами с целью поиска отклонений, после чего цикл анализа данных завершен.
На Фиг. 4 представлена общая схема носимой части алерт-системы.
Носимая часть содержит: 1. Футболку, 2. Съемно-разъемное соединение, 3. Систему токопроводящих нитей, 4. Электроды.
На Фиг. 5 далее будет представлена общая схема вычислительного устройства (500), обеспечивающего обработку данных, необходимую для реализации заявленного решения.
В общем случае устройство (500) содержит такие компоненты, как: один или более процессоров (501), по меньшей мере одну память (502), средство хранения данных (503), интерфейсы ввода/вывода (504), средство В/В (505), средства сетевого взаимодействия (506).
Процессор (501) устройства выполняет основные вычислительные операции, необходимые для функционирования устройства (500) или функциональности одного или более его компонентов. Процессор (501) исполняет необходимые машиночитаемые команды, содержащиеся в оперативной памяти (502).
Память (502), как правило, выполнена в виде ОЗУ и содержит необходимую программную логику, обеспечивающую требуемый функционал.
Средство хранения данных (503) может выполняться в виде HDD, SSD дисков, рейд массива, сетевого хранилища, флэш-памяти, оптических накопителей информации (CD, DVD, MD, Blue-Ray дисков) и т.п. Средство (503) позволяет выполнять долгосрочное хранение различного вида информации, например, вышеупомянутых файлов с наборами данных пользователей, базы данных, содержащих записи измеренных для каждого пользователя временных интервалов, идентификаторов пользователей и т.п.
Интерфейсы (504) представляют собой стандартные средства для подключения и работы с серверной частью, например, USB, RS232, RJ45, LPT, COM, HDMI, PS/2, Lightning, FireWire и т.п.
Выбор интерфейсов (504) зависит от конкретного исполнения устройства (500), которое может представлять собой персональный компьютер, мейнфрейм, серверный кластер, тонкий клиент, смартфон, ноутбук и т.п.
В качестве средств В/В данных (505) в любом воплощении системы, реализующей описываемый способ, должна использоваться клавиатура. Аппаратное исполнение клавиатуры может быть любым известным: это может быть, как встроенная клавиатура, используемая на ноутбуке или нетбуке, так и обособленное устройство, подключенное к настольному компьютеру, серверу или иному компьютерному устройству. Подключение при этом может быть, как проводным, при котором соединительный кабель клавиатуры подключен к порту PS/2 или USB, расположенному на системном блоке настольного компьютера, так и беспроводным, при котором клавиатура осуществляет обмен данными по каналу беспроводной связи, например, радиоканалу, с базовой станцией, которая, в свою очередь, непосредственно подключена к системному блоку, например, к одному из USB-портов. Помимо клавиатуры, в составе средств В/В данных также может использоваться: джойстик, дисплей (сенсорный дисплей), проектор, тачпад, манипулятор мышь, трекбол, световое перо, динамики, микрофон и т.п.
Средства сетевого взаимодействия (506) выбираются из устройства, обеспечивающий сетевой прием и передачу данных, например, Ethernet карту, WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль, NFC модуль, IrDa, RFID модуль, GSM модем и т.п. С помощью средств (505) обеспечивается организация обмена данными по проводному или беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), Интранет, Интернет, WLAN, WMAN или GSM.
Компоненты устройства (500) сопряжены посредством общей шины передачи данных (510).
На Фиг. 6 представлена общая схема носимого вычислительного устройства.
На позиции 1 представлены разъемы для подключения к футболке, использующие магниты для фиксации либо обеспечивающие механическое закрепление, либо использующие комбинацию данных методов, либо иной способ фиксации на футболке позволяющий одновременно выполнять передачу сигнала. На позиции 2 представлены опциональные интерфейсы подключения и органы управления. На позиции 3 представлен корпус устройства, герметично или негерметично закрытый.
Подробное описание элементов алерт-системы.
Футболка с сенсорами. Материал футболки спандекс, полиэстер в различной пропорции, либо иные материалы, которые обладают необходимыми свойствами. Футболка должна обладать следующими свойствами:
1. Выводить пот;
2. Не вызывать аллергии и раздражений кожи;
3. Быть удобной для длительной носки.
Задача футболки - нести на себе электроды, носимое вычислительное устройство (гаджет) и опционально механизмы для работы системы (ремни, фурнитура), делая это в легкой и удобной форме для человека. Футболку можно стирать в стиральной машине. Футболка является расходным материалом: можно менять футболки при одном и том же гаджете. Футболку можно использовать в условиях повседневной носки, в условиях труда, занятий спортом и иной физической активности, во время сна – без ограничений. Футболка должна соответствовать размерам человека. Футболка может быть заменена на майку, футболку с длинным рукавом, толстовку либо иную другую верхнюю одежду. Футболка может производиться путем сшивания футболки с системой электродов, либо быть связана с системой электродов и системой токопроводящих нитей.
Сенсоры-электроды. 4 сенсора-электрода выполнены из токопроводящей ткани (посеребрённая нить или углеродная, или медная или иная токопроводящая, которая не вызывает аллергии и раздражения кожи и достаточная по своим физическим характеристикам проводимости, свойствам контакта с кожей). Сенсоры могут быть напечатаны. Сенсоры могут пришиваться к футболке, а могут вшиваться в нее методом вязания. Под сенсором может располагаться материал с эффектом памяти на основе каучука либо иного материала с эффектом памяти, который помогает «проглатывать» волосяной покров кожи, что обеспечивает более качественный биомедицинский сигнал при контакте с кожей с волосяным покровом.
Задача сенсоров при контакте с кожей человека получить качественный биомедицинский сигнал и передать его на токопроводящие нити, при этом не вызывая аллергии, раздражения кожи и имея хороший уровень прочности и долговечности, а также не искажая сигнал при растяжении и сжатии и движении по коже. Количество электродов имеет важное значение, так как система электродов замеряет ЧСС (частота сердечных сокращений, ВСР (вариабельность сердечного ритма), ЧД (частота дыхания), ЭКГ на 6 отведений: I,II,III, aVL, aVR, aVF, то 4 электрода «правая рука», «левая рука» и «левая нога» + 1 электрод «правая нога»/ «земля» необходимы для получения этих 6 отведений.
Расположение электродов: 2 электрода «левая рука» и «правая рука» располагаются под грудью согласно правилам треугольника Эйнтхофена, также, как и третий электрод «левая нога», который располагается в области нижних ребер слева. Но это расположение вариативно и может зависеть от параметров тела человека, параметров футболки, параметров сигнала ЭКГ, которые необходимо снимать для качественного анализа тех или иных отклонений. Четвертый электрод находится в области нижних ребер справа, его расположение также вариативно.
Для прижатия электродов может использоваться активная ткань. Активная ткань имеет свойство менять форму или свои физическо-химические свойства (жесткость, пластичность и т.п.) под воздействием физико-химических параметров: температуры (в том числе температуры тела), изменения уровня атмосферного давления (напр. в космосе при условиях отсутствия гравитации или гравитации отличной от земной) и/или электрического тока, таким образом, полностью замещая или дополняя функцию резинок, ремней и фурнитуры, которые прижимают электроды к телу человека для создания оптимального контакта.
Также, футболка имеет электроды в грудной области для классических отведений Вильсона V1, V2, V3, V4, V5, V6. Принцип работы электродов и отведений стандартный.
Задача системы токопроводящих нитей – передать качественный сигнал с электродов на съемно-разъемное соединение с минимальным уровнем шума, при этом сохраняя свои свойства при движении футболки, растяжении, сжатии нитей в разных плоскостях. Нити могут быть как пришиты к футболке, так и напечатаны или вшиты/вплетены в футболку в зависимости от технологии производства. Нити должны быть изолированы от кожи человека, чтобы не искажать входящий сигнал. Материал нитей может быть хлопок, нейлон или иной материал с посеребрением, нанесением меди либо иных токопроводящих материалов. Нити могут быть с изоляцией как у провода, либо без изоляции, тогда, изоляция производится отдельно, обычно путем пришивания изолирующего материала на футболку с внутренней стороны поверх всей длины нитей.
Съемно-разъемное соединение может быть выполнено при помощи различных разъемов: вилок, pogo pins, кнопок, jacks и т.д. Съемно-разъёмное соединение может быть магнитным или без магнитов. Задача съемно-разъемного соединения: обеспечить качественную, быструю и удобную стыковку носимого девайса с футболкой и системой электродов для передачи качественного биомедицинского сигнала. Съемно-разъемное соединение является выходящим звеном для биомедицинского сигнала, идущего по токопроводящим нитям от электродов, прижатых к коже человека футболкой и опционально системой ремней и резинок. Съемно-разъемное соединение должно иметь хороший контакт с токопроводящими нитями и одновременно должно быть изолировано от возможного контакта с кожей человека, чтобы сигнал на съемно-разъемное соединение приходил только по токопроводящим нитям от соответствующих электродов.
Система ремней и резинок. Данная система может применяться как опция. Задача системы: снижать движение электродов по коже, а также обеспечивать хороший уровень прижатия электродов. Материал ремней – корсажные ремни, выполненные из нейлона (материал может отличаться, но должен быть прочным и гибким, износостойким). Для системы используется система из трикотажных резинок, которые вшиваются с внутренней стороны задней части футболки на уровне электродов и плавно переходят в корсажные ремни с системой фурнитуры для регулировки длины ремней в передней лицевой части футболки. Корсажные ремни поддерживают систему электродов, позволяя получать качественное прижатие и качественный биомедицинский сигнал.
Сенсоры с обратной связью представляют из себя сенсоры, которые помимо своей основной функции сбора данных, имеют возможность производить активные действия по направлению объекта сбора данных. Например, сенсор молекулярного анализа (анализа биохимических показателей) пота с обратной связью имеет возможность стимулировать участок кожи легким электрическим разрядом для получения капли пота для дальнейшего анализа. При обнаружении в анализе пота нехватки определенных витаминов, другой сенсор с обратной связью может осуществить доставку таких витаминов в организм человека.
Носимое вычислительной устройство. Задача устройства: нести микропроцессор, аккумуляторы, модули памяти и передачи данных, а также осуществлять сбор данных с сенсоров (таких как: сенсоры электромиографии, сенсоры фотоплетизмограммы, тонометр, трансдермальная система доставки лекарств, сенсоры движения, сенсоры температуры, CGM (непрерывный мониторинг глюкозы) / система управления диабетом / определение уровня сахара в крови в реальном времени, эккринная система / датчик уровня потоотделения, газовые датчики, ЭЭГ, инфракрасный датчик температуры и др.). Также, осуществлять обмен данными с другими элементами электроники, защищать их от воздействия окружающей среды, а также замерять параметры самой среды и параметры человека, принимать сигнал со съемно-разъемного соединения, усиливать системой усиления, преобразовывать аналоговый сигнал в цифровой, фильтровать сигнал от шумов, хранить данные в бортовой памяти, отслеживать местоположение гаджета, отслеживать ускорение и положение в пространстве гаджета, получать и передавать данные (включая биомедицинский сигнал) и команды посредством разных типов беспроводной связи (bluetooth, радиосигнал, GSM, wifi, lorawan и др.) от/на мобильное устройство (смартфон) и/или удаленный сервер(ы), обрабатывать сигнал алгоритмами, выдавать немедленные уведомления, уведомлять пользователя через звуковые сигналы и вибрации при помощи соответствующих модулей, давать пользователю возможности взаимодействия с системой, серверами при помощи программируемых кнопок, расположенных на самом устройстве, показывать уровень заряда батареи и уровень качества сигнала связи, а также другие функции. Кнопки на корпусе могут быть использованы в бесконечном множестве сценариев, например: кнопка SOS (нажатие отправляет тревожный сигнал и координату устройства на сервер/другие устройства), переключение режимов работы, включение/выключение устройства/системы, включение фонарика, включение сирены, запрос на сбор материала для анализа пота/крови (в том числе через инвазивное воздействие), запрос на введение вещества под кожу (гормон, медикаменты, витамины и т.д.) и так далее.
При этом, необходимо отметить, что все описанные сенсоры могут быть установлены как вместе, так и каждый в отдельности, с возможностью комбинирования различных сенсоров для конкретной задачи.
Мобильное устройство (смартфон, планшет) или мобильный сервер. Задача устройства: получать данные с устройства, накапливать и хранить их, обрабатывать алгоритмами AI/ML, общаться с устройствами, получать и отправлять данные и команды с/на устройства, интегрироваться с внешними клиентскими системами в т.ч. по API, общаться с ними, обмениваться данными и командами.
Сервер. Облачный сервер либо физический сервер в непосредственной близости к носимым устройствам (в том числе малые по размеру компьютеры). Необходимо отметить, что обработка данных может осуществляться непосредственно на вычислительном устройстве автономно, без участия сервера.
Сайт. Личный Кабинет пользователя, в котором может осуществляться онлайн аналитика, аналитика за период в разрезе по человеку, людям, командам, объектам, времени и т.д.
Мобильное приложение: Android/iOS, визуализация графиков, хранение данных, чат с коллегами/медиками/менеджерами/трансмиттер данных.
Экосистема: подключение других устройств от других производителей на анализ данных и уведомления.
Алгоритмы AI/ML + Remote or automatic management of human resources – labor force. Алерт-система в промышленном применении на основе накопленных данных о рабочих бригадах, их здоровье, их сменах, времени работы и отдыха, а также уровне психической и физиологический усталости и выгорания, предлагает изменение графиков рабочих смен таким образом, чтобы рабочие (носители алерт-системы) выполняли свои функции наиболее эффективно, с наименьшим риском для операционной деятельности компаний.
Адаптивный искусственный интеллект (АИИ).
АИИ содержит алгоритмы искусственного интеллекта, которые фильтруют и подготавливают к обработке полученную информацию, автоматически адаптируют режим работы персонального носимого устройства и облачных алгоритмов под пользователя, выполняют аналитическую обработку данных, в том числе в реальном времени, отправляют команды на носимые устройства, серверы и внутренним получателям, службам и/или третьим лицам.
Описание работы и возможности АИИ.
1. При первом включении алерт-системы АИИ производит глубокую проверку исправности и состояния всех элементов системы, отправляет уведомления в случае выявления проблем, препятствующих работе системы, оценивает параметры и настройки, заложенные на сервере для работы устройств, а также оценивает окружающую среду, в которой устройство работает (наличие шумов и наводок и их мощность, физическая активность пользователя и его уровень усталости, утомляемости, температура тела пользователя и температура окружающей среды и так далее). Исходя из указанных параметров и настроек АИИ самостоятельно устанавливает необходимые обновления и компоненты ПО и подстраивает их под нужды пользователя для дальнейшей оптимальной работы системы.
2. При каждом последующем включении алерт-системы, АИИ производит быструю проверку, так, как это указано в п.1 описания работы АИИ. На основе полученных данных АИИ самостоятельно устанавливает необходимые обновления и компоненты ПО и подстраивает их под нужды пользователя для дальнейшей оптимальной работы системы.
3. АИИ производит перенастройку собственных алгоритмов по п 1. и п 2., используемых для конкретного пользователя, опираясь на изменения параметров и условий использования системы этим пользователем.
4. АИИ производит перенастройку собственных алгоритмов по п.1 и п.2, используемых для групп(ы) пользователей, опираясь на изменения параметров и условий использования системы группами(ой) пользователей.
5. АИИ формирует персонализированную картину ЭКГ, температуры, активности и других параметров пользователя и эксплуатации системы в течение первых нескольких суток (например, 7 суток) использования системы. Далее персонализированная картина используется для более точного персонализированного анализа полученных данных, повышая ценность аналитики.
6. АИИ позволяет в радиусе действия систем связи находить, устанавливать связь и обмениваться данными с внешними источниками данных (сенсоры, компьютеры (в том числе бортовые компьютеры автомобилей, техники, летательных аппаратов и проч., компьютеры управления системами на производствах или системами типа «умный дом»), серверы, умная одежда, IoT девайсы и т.д.), таким образом, дополнительно обогащая базы данных для целей аналитики и формируя новые связи в нейронных сетях.
7. АИИ позволяет, не имея заранее сформированных алгоритмов, производить (в т.ч. реалтайм) обработку больших данных, полученных с инвазивных (типа нейралинк или систем молекулярного анализа) и неинвазивных (типа ЭКГ и датчиков давления, температуры) сенсоров, описывающих носителя системы, а также с внешних систем и сенсоров (например, спидометр, тахометр техники, датчики вибраций и температуры, газоанализаторы), описывающих не связанные или связанные с носителем процессы, и формировать на основе таких данных новые нейронные связи, создающие новые полезные аналитические выводы и новые сценарии действий и команд как для участвующих в данных процессах систем, так и для внешних систем.
8. Базы данных для обработки алгоритмами АИИ могут быть обогащены дополнительными данными вручную или путем загрузки дополнительных данных оператором или внешним(и) алгоритмом(ами).
9. Учитывая пункты п. 6, п. 7 и п. 8, АИИ обеспечивает системе роль «центрального хаба» с функцией “edge computing” для дополнительных устройств и сенсоров, может выполнять предобработку полученных данных, накопление, полноценную обработку на борту, передачу для дальнейшего анализа на сервер или аналогичные/другие устройства пользователя/других пользователей, либо передачу конкретных указаний/команд в другие системы.
Пример работы предлагаемой Алерт-системы. В качестве пользователя: машинист поезда.
1. Носимое устройство заряжается до полного заряда от стандартной электрической сети 220V при помощи зарядного устройства.
2. Машинист перед выходом в рейс одевает носимую часть алерт-системы: футболку и носимое устройство, запускает приложение (при наличии). Система осуществляет автоматическую настройку и начинает цикл работы.
3. Алерт-система до выхода в рейс проверяет общее состояния здоровья и уровень психологического и физиологического стресса машиниста, оценивает его на предмет возможных рисков для управления поездом. Если выявлен повышенный риск потери концентрации внимания или возможных критических заболеваний, то система уведомляет об этом машиниста и ответственных лиц.
4. Машинист выполняет свои рабочие функции, при этом система в это время работает автономно, собирает данные с сенсоров здоровья и окружающей среды, формирует полную картину ситуации, выполняет ее оценку в реальном времени:
• ЭКГ в 6 отведениях позволяет видеть состояние сердечно-сосудистой системы машиниста, уровень усталости, психологического и физиологического стресса, выгорания. На основе этих данных, искусственным интеллектом делается оценка, может ли машинист управлять поездом в данный момент времени или необходима замена машиниста;
• Сенсоры окружающей среды оценивают ситуацию (газоанализаторы на носимой части алерт-системы или установленные на подвижном составе и подключенные к хабу посредством беспроводной связи через сервер передают данные, и система проверяет, нет ли утечек топлива или возгорания; данные с сенсоров вибрации на двигателе, колесах и прочих подвижных частях проверяются на отсутствие признаков необходимости замены/ремонта, данные с сенсоров температуры окружающей среды указывают на отсутствие дополнительных факторы стресса для организма машиниста и т.д.)
• Алерт-система, имея доступ к бортовому компьютеру поезда может выполнять функции помощника или второго пилота: включать автопилот, когда необходимо, и дополнительно проверять все действия машиниста на наличие ошибок и выдавать подсказки, связываться с диспетчером в случае выявления рисков или нестандартных ситуаций.
5. При возникновении у машиниста непредвиденной опасной ситуации, (например, инфаркта), алерт-система шлет уведомление:
• самому машинисту (часто, при инфаркте человек сам не в состоянии адекватно оценить свое состояние);
• ответственным лицам (диспетчеру, помощнику машиниста, врачу территориальной дирекции скорой помощи);
Уведомления рассылаются омниканально (с возможностью обратной связи) посредством:
• вибраций и звуковых сигналов на носимом устройстве (для машиниста);
• в мобильное приложение;
• в виде смс-сообщения на мобильный телефон;
• email;
• мессенджеры типа whatsapp, telegram и др. опционально;
• Возможны иные средства связи.
Уведомление обычно содержит: время возникновения опасной ситуации, код опасной ситуации и последние доступные по времени инцидента координаты GPS. Поля нотификации настраиваются под требования клиента.
6. Одновременно с действиями из п.5, Алерт-система включает автопилот, либо передает управление помощнику машиниста или другому ответственному лицу, либо останавливает подвижной состав, либо действует по-иному, заранее установленному алгоритму (заранее согласованному диспетчером).
7. Алерт-система продолжает работу, собирает данные, анализирует ситуацию, записывает лог событий до прибытия помощи и после.
8. В личном кабинете клиента доступна история записанных данных, по которым можно восстановить ход событий: состояние машиниста перед выходом в рейс, непосредственно до инцидента, динамика ухудшения состояния, какие параметры окружающей среды при этом были, в какой момент времени происходили изменения.
9. Менеджмент имеет возможность получить сводный отчет из личного кабинета по ключевым событиям, с разбивкой по географии, времени суток, либо в ином разрезе, по статистике происшествий, рисков, выявляются рисковые сценарии, на основе которых могут быть внесены предложения по изменениям правил техники безопасности, графикам смен и т.д.
Алерт-система может применяться для диагностики и мониторинга показателей здоровья пользователя, а также показателей окружающей среды (в том числе машин, электросетей, сетей радиосвязи, оборудования и проч.).
Алерт-система осуществляет: превентивное реагирование на вероятные рисковые события для жизни, здоровья, активов, окружающей среды и/или немедленное реагирование на фактически реализовавшиеся такие риски с целью охраны и спасения жизни, здоровья, активов, окружающей среды.
Дополнительно, Алерт-система имеет возможность: предотвращать возможные инциденты и позволяет осуществлять быстрое реагирование на возникнувшие проблемы, позволяет сохранять товарно-материальные ценности, активы, жизни, здоровье, окружающую среду.
Максимальная полезность системы может достигаться в наиболее дорогостоящих, наиболее массовых и наиболее рисковых бизнес-применениях, например:
• Аэрокосмическая отрасль, в которой человеческий фактор может угрожать проекту целиком, стоимость которого может измеряться миллиардами долларов и десятками лет потерянного времени;
• Промышленность, в которой человеческая ошибка может стать причиной поломки дорогостоящих машин, станков и оборудования. Предлагаемая Алерт-система крайне полезна для инженеров проведения взрывных работ, операторов оборудования в атомной промышленности и т.д.
• Медицина. Пациенты, с уже выявленными проблемами здоровья (например, аритмиями сердца), относятся к типу людей, которые наиболее подвержены риску. Алерт-система, в этом случае, позволяет своему пользователю определить проблемы со здоровьем в каждом случае возникновения повторяющихся рисковых событий или рецидивов;
• Транспорт. Человеческий фактор. Ошибки машинистов поездов, пилотов, водителей большегрузов или инкассаторов, капитанов танкеров и крупных пассажирских судов, которые отвечают не только за свою жизнь и здоровье, но за жизнь и здоровье пассажиров, сохранность крупной техники, инфраструктуры, активов, окружающей среды, товарно-материальных ценностей;
• Спасатели, врачи скорой помощи, пожарные. Специалисты влекут за собой риски утери жизней, здоровья других людей, а также утерю или ущерб дорогостоящих активов, оборудования, товарно-материальных ценностей, окружающей среде;
• Силовые ведомства;
• Профессиональный спорт;
• Киберспорт и прочие специальности, требующие высокого психоэмоционального напряжения, влекущего за собой высокий риск выгорания и потери здоровья;
• Государство (применение алерт-системы в быту широким кругом лиц оправдано масштабом своего распространения: для решения задач государственного уровня по сохранению жизней и здоровья нации, увеличения продолжительности жизни, улучшения показателей качества жизни, увеличения трудоспособного возраста нации, сохранения и преумножения человеческого капитала и т.д.),
Алерт-система, одновременно с выполнением своих основных целей, помогает пользователю быть бдительным, внимательным, когда это необходимо и не упускать изменения важных показателей, количество которых растет со временем и не должно занимать внимание человека, отвлекая от выполнения основных задач.
Предлагаемая Алерт-система способна работать в режиме реального времени, а также в режиме предиктива с использованием предиктивной аналитики (краткосрочной – от нескольких секунд до нескольких часов, среднесрочной (от нескольких часов до нескольких недель) и долгосрочной (от нескольких недель до нескольких месяцев). Предиктивная аналитика позволяет заранее с определенной долей вероятности предвидеть опасные события.
Алерт-система отправляет немедленные уведомления носителю и ответственным лицам омниканально (с возможностью двусторонней связи). При необходимости выполняет роль хаба для подключения, мониторинга и управления прочими сенсорами, компьютерами, машинами и оборудованием.
Алерт-система способна принимать активные меры для выполнения своих целей: направлять команды сенсорам с обратной связью (например, для стимуляции участка кожи с целью получить материал для анализа или для введения медицинских препаратов), направлять команды машинам, оборудованию, компьютерам и серверам (например, включить автопилот, если носитель потерял возможность управления).
Носимая часть системы выполнена в форм-факторе, так называемой, умной одежды, что позволяет человеку носить ее в бытовых условиях, а также применять как униформу или средство индивидуальной защиты.
Алерт-система может применяться без датчиков здоровья и без носимого форм-фактора, т.е. только как программное обеспечение, используя сторонние сенсоры, датчики, компьютеры, серверы (например, когда у человека нет необходимости отслеживания параметров жизни и здоровья или когда носителем является не человек: андроид, компьютер, машина, оборудование). В таком случае алерт-система может быть загружена на бортовой компьютер носителя либо работать на удаленном сервере с применением различных каналов связи. Если система без носимого форм-фактора способна полностью или частично выполнять свои цели, то она является алерт-системой.
В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществление заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.