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© 2011 Fraunhofer IGD 1 universAAL und der 1. AALOA Competition: Indoor localisation and tracking Dr.-Ing. Reiner Wichert Fraunhofer-Allianz Ambient Assisted.

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1 © 2011 Fraunhofer IGD 1 universAAL und der 1. AALOA Competition: Indoor localisation and tracking Dr.-Ing. Reiner Wichert Fraunhofer-Allianz Ambient Assisted Living Fraunhofer IGD Fraunhoferstraße Darmstadt Tel – 574 Fax – 480

2 © 2011 Fraunhofer IGD 2 Ambient Assisted Living: Technologien für unterschiedliche Anwendungsbereiche Krankheit und Leiden Einsamkeit Verlust der Selbst- ständigkeit

3 © 2011 Fraunhofer IGD 3 Was wir bereits haben sind … eine ganze Reihe an guten Einzellösungen Quelle: Fraunhofer IESE

4 © 2011 Fraunhofer IGD... aber:

5 © 2011 Fraunhofer IGD 5 Vom BMBF geförderte (ITA-)Studie Entwicklungschancen, Marktpotenziale und ökonomische Effekte von AAL-Technologien Fraunhofer IGD (Leitung) IGES Institut GmbH/SIBIS GmbH BIS GmbH Weitere Anwendungsaspekte

6 © 2011 Fraunhofer IGD 6 Telemonitoring bei Herzinsuffizienz: Wirkungen und Kosten Gewonnene Lebensjahre und Lebensqualität (rund Patienten in 1-Jahres- bzw. 5-Jahres-Perspektive): Geschätzte bzw Lebensjahre gewonnen 1 Verbesserte Lebensqualität entsprechend / QALY 2 Kosten Telemonitoring 1,03 Mrd. Euro/4,66 Mrd. Euro 3 Folgekosten 14,8 Mio. Euro/815 Mio. Euro – zusätzlich – durch längeres Überleben 4 Kosten/Effekt-Relationen Pro gewonnenem Lebensjahr im Mittel Euro/ Euro Pro gewonnenem QALY im Mittel Euro/ Euro 1 Meta-Analyse Clark et al. 2007, TEN-HMS-Studie (Cleland et al. 2005); 2 Mittlere Schweregradentwicklung; 3 ZERTIVA-Projekt (TK); 4 Kosten stationärer Krankenhausaufenthalte/ReHa (Die Herzinsuffizienz ist die krankhafte Unfähigkeit des Herzens, die vom Körper benötigte Blutmenge ohne Druckanstieg in den Herzvorhöfen zu fördern.) Quelle: IGES GmbH

7 © 2011 Fraunhofer IGD 7 Aber wer soll das bezahlen? Ich kann nicht schon wieder den Geldengel spielen

8 © 2011 Fraunhofer IGD 8 Aktueller Stand Dadurch werden durchgängige AAL-Systeme nahezu unbezahlbar isolierte Einzelanwendungen sind nur als Pakete erhältlich keine gegenseitige Nutzung der Sensoren Nicht erweiterbar, nicht an persönliche Bedürfnisse und Krankheitsentwicklungen individuell anpassbar Sensoren / Funktionalitäten müssen mehrfach installiert und bezahlt werden Änderungen erfordern stets Systemspezialisten Nur eine flexible erweiterbare Plattform / flexible Systeme führen zur Kostenreduktion

9 © 2011 Fraunhofer IGD Chancen und Grenzen von Intelligentem Wohnen und AAL 9 Berlin, 24. Juni 2010

10 © 2011 Fraunhofer IGD 10 BPSENS – Blutdruck Quelle: Fraunhofer IIS

11 © 2011 Fraunhofer IGD 11 SomnoSENS® – Sleep-Home-Monitoring Quelle: Fraunhofer IIS

12 © 2011 Fraunhofer IGD 12 Verbindungstechnologien zur Integration von Elektronik in Textilien Steckverbindungen Laserbearbeitung: Schweißen Löten Sticken Quelle: Fraunhofer IZM

13 © 2011 Fraunhofer IGD 13 Intelligente Kleidung Gesundheit Fraunhofer IZM Fraunhofer IZM & TITV Greiz Entertainment & Kommunikation Arbeit Logistik Fraunhofer IZM Quelle: Fraunhofer IZM

14 © 2011 Fraunhofer IGD 14 Was wird für eine solche AAL-Umgebung benötigt

15 © 2011 Fraunhofer IGD The unifying ring: our project slogan (J.R.R. Tolkein Lord of the Rings)

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17 © 2011 Fraunhofer IGD UniversAAL Framework Runtime support Development support Developer depot Developer tools Reference architecture Community support uStore Example AAL services AAL Platform Services Alarms, Fall detection, Message board, Personal Health Record Adapter, +++ Generic Platform Services Context awareness, Security, Personalisation support, Accessibility support, +++ Execution Environment: Common API Execution Environment: OS + hardware specific +++ Ericsson Android HP Windows IBM Linux Nokia Symbian Training RoadmapGuidelines universAAL framework

18 © 2011 Fraunhofer IGD AALOA: a new Ambient Assisted Living community is born and wants you to join AALOA Mission The mission of AALOA is to provide a shared open framework for developers, technology and service providers, research institutions, and end user associations to discuss, design, develop, evaluate and standardize a common platform for Ambient Assisted Living.

19 © 2011 Fraunhofer IGD Association als Zusammenschluss von AAL-Projekten: AALOA - AAL Open Association Einbeziehung Individuals, andere Associations und Unternehmen Association als gemein- samer Platz um über Ideen zu sprechen Unterstützung unter- schiedlicher Ansätzte Keine Monokultur (keine Filterung von Ideen) Projekte können frei eigene Regeln organisieren Gemeinsame Regeln werden in der Praxis wichtiger

20 © 2011 Fraunhofer IGD Prinzipien der Association Technologie-neutral Das bedeutet: wir suchen nach der besten Lösung Unabhängig vom Interesse der Technologieanbieter Transparent Bezüglich der technischen Lösungen Bezüglich der Regelen und Strategien die gewählt wurden Offen Keine Diskriminierung von Personen, Grupppen oder Unternehmen Klare Definition von Prozessen um der Association beizutreten und für Gremien nominiert zu werden Non-profit Das Interesse den Markt zu bereiten ist Hauptziel der Association Kosten werden hauptsächlich durch Spenden und Sponsorship gedeckt

21 © 2011 Fraunhofer IGD Scope Industry End Users Research Institutions OS Communities AAL Open Association Reference Implementation Evaluation Advances Standardization

22 © 2011 Fraunhofer IGD Project, die bereits AALOA unterstützen

23 © 2011 Fraunhofer IGD Individuals unterstützen AALOA (Stand Nov. 2010)

24 © 2011 Fraunhofer IGD Community Building Three-Pillar-Modell Manifesto – encourage industry and academic world to participate in forming an association to developing and exploit AAL platforms Association – Will support and coordinate AAL research and development as part of an open community of stakeholders Competition – Promote active participation. First competition will involves analysing, comparing and evaluating solutions proposed by researchers Manifesto Association Competition

25 © 2011 Fraunhofer IGD AALOA Manifesto:

26 © 2011 Fraunhofer IGD Get involved Einaldung dieser ECs Initiative für eine universelle offene, erhältliche und standardisierte Plattform für Ambient Assisted Living beizutreten Unterstützen Sie uns mit Ihrer Exertise Benutzen Sie die Plattform um Ihre Dienste mit Hilfe von Werkzeugen zu erstellen Informieren Sie uns über weitere offene und erhältliche Plattformen Informieren Sie uns über Ihre Bedürfnisse Tragen Sie selbst zur Plattform bei Tragen Sie zur Standardisierung bei Lasst uns gemeinsam Projekte angehen See (user: temp, pw: temp)www.aaloa.org

27 © 2011 Fraunhofer IGD Competition: EvAAL-Projekt: 1 st EvAAL Competition (2011): Indoor Localization and Tracking Evaluierung von AAL-Systemen durch Benchmarkt-Wettbewerbe

28 © 2011 Fraunhofer IGD Demo Overview Augmented Bed Home Automation Gestures 3D Navigation Schalfmonitoring über kapazitive Sensorik im Bett 10% der Bevölkerung haben ständig Schlafstörungen

29 © 2011 Fraunhofer IGD Sturzerkennung über kapazitive Sensorik im Boden ca. 10% der Kosten von Lösungen wie z.B. SensFloor

30 © 2011 Fraunhofer IGD 30 Kapazitive Sensoren Gestikerkennung über kapazitive Sensorik durch Tablet oder im Tisch

31 © 2011 Fraunhofer IGD Wettbewerb in 3 Phasen 1- Call For Ideas 2- Wettbewerb: Evaluierung des Systems im Living Lab 3- Preisgeld 1 st EvAAL Competition (2011) Indoor Localization and Tracking Infrastruktur für den Wettbewerb: CIAmI Living Lab in Valencias Industrie Park, Spanien RoomArea Control and process room m 2 Inmersive room15.12 m 2 Bathroom5.76 m 2 Kitchen12.96 m 2 Living room25.2 m 2 Bedroom12.96 m 2 Research Grant

32 © 2011 Fraunhofer IGD

33 Durchführung der Benchmark-Tests Bewertungspunkte werden durch ein Set von Benchmark-Tests vergeben Jedem Team wird ein genauer Zeitslot im Living-Lab zugewiesen EC wird gewährleisten, dass die Benchmark-Tests korrekt durchgeführt werden Wenn Benchmark Testing und EC-Evaluierung beendet sind, wird die Gewichtung durchgeführt und das Ergebnis veröffentlicht Der Benchmark-Test besteht aus zwei Phasen: Phase 1: Jedes Team muss eine Person innerhalb einer Area of Interest (AoI) lokalisieren z.B. innerhalb eines spezifischen Raums (Bad, Schlafzimmer, Küche) Phase 2. Lokalisierung einer Person, die sich innerhalb des Living Labs bewegt (nur eine Person befindet sich dabei im Lab) Jedes System soll dabei in jeder Sekunde 2 Lokalisierungen durchführen können Der Weg wird bei jedem zu testenden System derselbe sein

34 © 2011 Fraunhofer IGD Evaluation criteriaWeightReference values Accuracy (distances between the system measurement and the reference position) 0,25 - less than 0.5 m10 points -[0.5 – 1) m 8 points -[1 – 1.5)m 6 points -[1.5 – 2) m 4 points -[2 – 3) m 2 points -> 3 m 0 points Installation complexity 0,2 10 = Excellent8 = Good 6 = Sufficient4 = Insufficient 2 = Unacceptable User acceptance 0,2 10 = Excellent8 = Good 6 = Sufficient4 = Insufficient 2 = Unacceptable Availability 0,15 10 = Excellent8 = Good 6 = Sufficient4 = Insufficient 2 = Unacceptable Integrability in AAL systems 0,1 2 points for availability of libraries 2 points for open libraries 2 points for use of standards 2 points for availability of tools 1 point for sample applications; 1 point for documentation Evaluation criteria of the competition

35 Dr.-Ing. Reiner Wichert Sprecher Fraunhofer Allianz Ambient Assisted Living Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung Fraunhoferstrasse Darmstadt Tel: +49 (6151) 155 – 574 Fax: +49 (6151) 155 – Herausforderungen und Grenzen gibt es überall! Vielen Dank!

36 © 2011 Fraunhofer IGD Die meisten Projekte basieren auf Low-Level Plattformen: ALHAMBRA ATHENA (Advanced Technologies for interoperability of Heterogeneous Enterprise Networks and Applications) CrossWork (Cross-organisational development processes in the automotive industry) ECOLEAD (European Collaborative networked Organisations Leadership initiative) InterOP (Interoperability Research for Networked Enterprises Applications and Software) NO-REST (Networked Operations - Research into standards and standardisation) TrustCom (Developing a framework for trust, security and contract management) … Syntactic Interoperability Protocol Interoperability

37 © 2011 Fraunhofer IGD Continua Health Alliance Veränderungen benötigen immer noch einen Integrator (point to point)

38 © 2011 Fraunhofer IGD One way to build them all, one way to bind them Anstatt jeden AAL-Dienst neu für die einzelnen Bedürfnisse zu entwickeln – Etablierung eines einzigen standardisierten Wegs AAL-Anwendungen zu erstellen (to build AAL applications) Einfache Möglichkeit für die verschiedenen Beteiligten unterschiedliche Komponenten zu erstellen und zu verkaufen, die schnell an AAL-Dienste gebunden werden können (process of binding)

39 © 2011 Fraunhofer IGD One Store to save them all, and help the users find them Etablierung eines universAAL store (uStore) – ähnlich dem Modell des App Store von Apple Einen einzigen Ort an dem Nutzer leicht Anwendungen finden (easily find) und downloaden (und evtl. bezahlen) können, die ihren Bedürfnissen entsprechen mehr als nur finden: auch einfacher Download und Vermarktung

40 © 2011 Fraunhofer IGD Das uStore Konzept Apples App Store Application Developers Users iPhone Upload Browse and select Download and run universAAL uStore Application Developers Users universAAL platform Upload Browse and select Download and run Users execution platform (PC/MAC; devices; network connections etc.) Run

41 © 2011 Fraunhofer IGD Aktuelle Diskussionen

42 © 2011 Fraunhofer IGD AAL Szenarios … Schlaf-Monitoring Notfall Sport und Soziale Interaktion Intuitive Geräten utzung

43 © 2011 Fraunhofer IGD 43 Berlin, 24. Juni 2010 Kamerabasierte Gestikerkennung (2 Kameras)

44 © 2011 Fraunhofer IGD Evaluation criteria of the competition The evaluation criteria are: Accuracy – each produced localization sample is compared with the reference position and the distance is computed; accuracy is a statistics on the distances, such as the median or the root mean square. Installation complexity– a measure of the effort required to install the AAL localization system in a flat, measured by the evaluation committee as the total number of man- minutes of work needed to complete the installation. User acceptance– expresses how much the localization system is invasive in the users daily life and thereby the impact perceived by the user; this parameter is qualitative and will be evaluated by the evaluation committee. Availability– fraction of time the localization system was active and responsive. It is measured as the ratio between the number of produced localization data and the number of expected data (the number of expected data is dependent on the sampling rate required by the benchmarks, see Section Benchmark Test). The weight of this criteria is not high (we dont want to penalize too much solutions that are still prototypes) Integrability into AAL systems– Metrics used are: use of open source solutions, use of standards, availability of libraries for development, integration with standard protocols.

45 © 2011 Fraunhofer IGD Der einzige bezahlbare Weg für die Gesellschaft Energy saving GamesLeisure Health Care Sensors und Funktionalität … schon in frühen Jahren für andere Domänen kaufen AAL & AmI Später Erweiterung zu AAL: Nur noch die fehlende Funktionalität ergänzen

46 © 2011 Fraunhofer IGD Home Automation

47 © 2011 Fraunhofer IGD Wandel in der Gesellschaft: Wer ist alt? Quelle: medininca-de.blogspot.com


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