Wearable sensors and
Big Data
prof. Jukka Vanhala
TUT / ELT
Industrial Big Data
10.2.2015
TUT Dept. of Electronics and
telecommunication engineering
• The last reorganization brought together
– Electronics
– Telecommunication engineering
– Medical technology
• Department of 19 professors, staff of 200
• Multidisciplinary research
11.2.2015
2
Wearable sensors
• Data from measurements
• Local use
• Remote processing and
storage -> services
11.2.2015
3
Service concept
Raw data
Web services
Telemedicine
Home care
Elderly care
Running coach
Gait analysis data
Open service
Fall indication
Calories burned
protocol
Step count
Weight
Pressure distribution
Cloud
Algorithms
Mobile
Device
Sensors
Mobile
Service platform
Expert services
Health care ICT
Applets
11.2.2015
4
Potential amount of data
• 100 measurements / user
– physiology, body kinematics, voice, video, location, context, etc.
•
•
•
•
•
•
1 kB/s / measurement
Continuous 24/7, 365
= 3*1012 B/y = 3 TB/user/y
100 M users
3 *1020 B/y
= 300 EB (exa = 1018) = 300 000 000 TB / y
11.2.2015
5
Disappearing Sensors
DISSE
Terveyden ja hyvinvoinnin teema, helmikuun
rahoitushaku
Terveyshyödyistä kansainvälistä kasvua
Jukka Vanhala
Jari Viik
Matti Mäntysalo
Tampere University of Technology
Department of Electronics and Telecommunication engineering
Tarve ja tausta
Pitkäaikaisten fysiologisten mittausten
Tarve… :
• T&H liittyvät fysiologiset sähköiset mittaukset yleistyvät nopeasti
• Markkinatutkimus osoittaa, että telelääketieteen nopeimmin kasvava
alue on kotisairaanhoito (F&S: 2017 400M$/y in US ->1B$/y
globally)
• Kokonaisuudessaan telelääketieteen on ennustettu olevan 17B$.
… ja ongelma:
• Analyysimenetelmien ja järjestelmäkonseptin puutteet
• Pitkäaikaiseen mittaukseen soveltuvien elektrodien puute
• Pinnoille integroituvan elektroniikan tuotantomenetelmien puute
11.2.2015
7
Toteutustapa
Keskitytään yhteistyöyritysten kanssa määriteltyihin ongelmiin
Tutkitaan:
1. ambulatorisia ja puettavia fysiologisia mittauksia
2. venyvää tulostettua elektroniikkaa, haudattuja komponentteja
3. aktiivisia ja venyviä iholle siirrettyjä elektrodeja, materiaaleja
4. pitkäaikaisten mittausten signaalinkäsittely- ja analysointimenetelmiä
5. tiedonsiirtolinkkiä (BT Smart)
6. kokonaiskonseptia, jossa aktiiviset elektrodit, signaalinkäsittely ja
tiedonsiirto hajautettu
11.2.2015
8
Toteutustapa
• Kaksivuotinen hanke
• Budjetti on 600ke
• Kolmen ryhmän tutkijoita kolmen professorin (Jukka Vanhala, Matti
Mäntysalo, Jari Viik) ohjauksessa
• Yhteensä 54 htkk
• Projektissa tehdään tiivistä kansainvälistä yhteistyötä
–
–
–
–
prof. Mäntysalo vierailu John Rogersin ryhmässä Illinoisin yliopistossa
prof. Vanhala vierailu Gerhard Trösterin ryhmässä ETH Zurichissä
prof. Viik vierailu Steffen Leonhardin ryhmässä Aachenin yliopistossa
prof. Viik yhteistyössä Children's Hospital Srebrnjak (Zagreb, Kroatia)
testaa toteutettujen mittausjärjestelmien toimivuutta ja käytettävyyttä
– Valmisteilla H2020-hanke (PHC 25 – 2015: Advanced ICT systems and
services for Integrated Care)
11.2.2015
9
Hyödyt ja hyödyntäjät
• Tutkimus mahdollistaa uusia tuoteinnovaatioita ja palveluita
• Kenttätestauksien kautta ensikäden tietoa ja kokemusta
mittausjärjestelmien toimivuudesta ja käytettävyydestä
• Erityisesti eri toimijat hyödyntävät tuloksia omassa
tuotekehityksessään:
–
–
–
–
–
XX: tekstiileihin integroidut ratkaisut
XX: venyvien ja langattomien antureiden sairaalasovellukset
XXXXX: langaton tiedonsiirto ja palvelukonseptit
XXXXX: seurantalaitteiden jatkokehitys
XXXXXXXXXXXXXXXX: ikäihmisten omakohtaisen mittauksen ja
mittalaitteiden käytettävyys
– XXXX: pienten lasten fysiologisten kotimittausten käyttö
11.2.2015
10
Toteuttajat
• Hankkeen toteuttaa TTY:n Elektroniikan ja tietoliikennetekniikan
laitos, sen kolme tutkimusryhmää yhdessä yritysten kanssa
• TTY:n strategiassa on terveysteknologia painopistealueena
• TTY:llä on erittäin hyvät fasiliteetit tehdä alan tutkimusta
• Laitoksella pitkäaikaista tutkimusta, jossa yhdistyy fysiologisten
mittausten, elektroniikan valmistusmenetelmien sekä puettavien
järjestelmien asiantuntemus.
• Yritysyhteistyö on merkittävä resurssi
• Hankkeessa on mukana myös tulosten hyödyntämistä tukevia
loppukäyttäjäorganisaatioita
11.2.2015
11
Kiitos, kysymyksiä?
TTY:llä kehitettyä teknologiaa
Impedanssipneumografialaite
lasten astmadiagnosointiin
Tekstiiliin integroitua elektronikkaa
Iholle siirrettävä,venyvä elektroniikka
11.2.2015
12