講義ch13 實務論文反饋教學 銀髮族健康守護神系統(nssse2014)

實務論文反饋教學 銀髮族健康守護神系統

摘要(1/2)  本文為100-102年科技部「銀髮族智慧生活之創新技

術整合研發計畫」中之子計畫三成果報告。  為使銀髮族享受智慧生活的便利，所以本系統的目的

在提供銀髮族享受智慧生活時的健康關懷。以銀髮族 人因老化之生心理角度來設計，介面操作上是以簡單 實用的設計，沒有操作壓力，真正使銀髮族能夠享受 在地老化及在宅老化的目標。

摘要(2/2)  研究成果：  建置銀髮族健康守護神及資料庫。  決策模組開發與測試。  100位銀髮族實例分析。

系統介紹

系統資料庫

系統架構 2

4

1 3

123 456

系統介紹  本系統的輸入  (子計畫五)銀髮族智慧型安全監視系統得到情緒指數  (子計畫六)銀髮族互動式之安全照護系統得到生理參數

系統介紹  本系統的輸出  提醒使用者當時的身體狀況，並得到正確且適當的建議  提供決策建議給(子計畫二)銀髮族開心農場系統  提供決策建議給(子計畫四)銀髮族智慧生活之養生保健膳食管理 系統

資料庫介紹  本系統四大資料庫

 過去就醫病史紀錄  過去十次的身心參數量測記錄  銀髮族各種疾病預防的知識教育資料庫  國內外大量高齡人口 健康資料庫

系統功能  健康管理功能

系統功能  異常提示功能

系統功能  關懷聯繫功能

結論  本系統之目的在提供銀髮族享受智慧生活的同時，還

能兼顧健康關懷(量測個人生理、心理信號，做出健康 狀況監控、提醒、改善建議等)。  本系統除以銀髮族人性化之角度來設計外，已藉由銀 髮族的實際測量得到反饋意見，並加以改良與修正。

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Proceedings of 2014 National Symposium on System Science and Engineering National Quemoy University, Kinmen, 21~23 June, 2014

國立金門大學

銀髮族健康守護神系統－Ⅲ 江昭龍*a、黃雨萱 b 南開科技大學電子工程系所 a 南開科技大學電資學院 b

摘要 —本文為 100-102 年國科會「銀髮族智慧生活 之創新技術整合研發計畫」中之子計畫三的第三年成果 報告。為使銀髮族享受智慧生活的便利，所以本文(子 計畫三)的目的在提供銀髮族享受智慧生活時的健康關 懷。以銀髮族人因老化之生心理角度來設計，介面操作 上是以簡單實用的設計，內容分析項目則以個人化實務 需求來呈現，沒有操作壓力，只有親切的關懷照顧，真 正使銀髮族能夠享受在地老化及在宅老化的目標。成果 包括有(1)建置銀髮族健康守護神資料庫。(2)決策模組 開發與測試。(3)100 位銀髮族實例分析。1 關鍵詞：銀髮族、醫療資訊、健康照護。

一、 前言 依據衛生署在 2012 年台灣地區 65 歲以上老人十大 死因統計[1]，老年人因心血管疾病如心臟病、高血壓造 成死亡的比率相當高，因此對於老年人慢性病的預防與 保健則成為銀髮族保健最重要的一環，尤其隨著高齡族 群人口增加，相對也造成醫療費用支出及用支出的增 加。依據內政部 2010 年台灣人口與醫療統計資料[2]調 查發現，我國每 4.7 為老年人就有一位住院，這些 65 歲 以上的老年人，其平均每次醫療費用佔全體將近 30%的 比率，可見慢性病保健與醫療照護之重要性；此外，在 226 萬人的 65 歲老人中，只有 14 萬人(6%)由機構照 護，其他的老年人則仰賴社區與居家的照護，基本上， 銀髮族還是希望在其熟悉的環境終老一生，因此如何在 居家環境中，透過資訊科技的協助讓銀髮族能夠在生活 中更舒適、更健康與更有尊嚴，一直是所有科技從業人 員追求的目標。 高齡化社會所帶來的問題，不僅是醫療衛生保健與 社會福利，還有潛在的社會問題─銀髮族的照護，銀髮 族的照護所延伸的社會分工結構與經濟效應的影響，都 是社會福利面臨的一大挑戰。又根據內政部的調查發 現，高齡長者的健康狀況不好，患有慢性疾病或重大疾 病者，高達六成以上。因此提供科技技術之人性化服務 等，才是建構出一個使銀髮族享受智慧生活的健康照護 環境最主要的原因之一。

二、 主要內容 2.1 銀髮族智慧生活的功能描述 志明與春嬌這對銀髮族夫妻，一早起來後由(子計畫 七)智慧平台啟動室內照明，在資訊顯示器上看到室外 的天氣晴朗及溫度適當，決定出去運動，出門前設定 1

本研究由國科會贊助，計畫編號 NSC 100-2632-E-001-MY3。

(子計畫一)家庭能源管理系統控制家中的電能，而當無 人在家時，(子計畫五)智慧型安全監視系統便自動進入 保全防衛機制；經過一至兩小時的戶外活動，達到身心 舒暢後，回到家門口，智慧型監視系統透過人臉辨識系 統自動開啟大門，系統中的表情辨識功能也暗中判斷他 們倆的心情，將得到的情緒指數傳送至智慧平台；另 外，每天最重要的一件事情便是量測自己的身心參數， 由智慧型安全監視系統得到情緒指數及由(子計畫六)互 動式安全照護系統得到生理參數後，透過(子計畫三)健 康守護神系統提醒他們倆人當時的身體狀況，並得到正 確且適當的健康照護建議，需要何種藥膳食療(子計畫 四)銀髮族智慧生活之養身保健膳食管理系統來不充營 養，可進行何種復健運動處方，或藉由家中便利舒適的 (子計畫二)開心農場系統，在家中陽台栽種蔬食以活動 身心、調節情緒。家中的電腦控制因為家庭能源管理系 統而達到節能永續的目的，兩人在家的活動影像亦可透 過智慧平台，使遠方的親友放心。依此功能描述的要 求，本文(子計畫三)與其他子計畫的關聯圖如圖一所 示。

圖一： 本文(子計畫三)與其他子計畫關聯圖

2.2 本文(子計畫三)銀髮族健康守護神系統功能描述 本文(子計畫三)之功能方塊圖下圖二所示，其功能介 紹如下： 2.2.1. 本系統的功能 藉由本系統將當時身心參數(體溫、心跳、血壓、 血糖、情緒指數)透過本系統的人工智慧分析，產

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生決策結果，給予正確且適當的建議。圖二為系 統架構圖。 2.2.2. 本系統四大資料庫 (1)過去就醫病史紀錄、(2)過去十次的身心參數量 測記錄、(3)銀髮族各種疾病預防的知識教育資料 庫、(4)國內外大量高齡人口健康資料庫。 2.2.3. 本系統的輸入 本計畫的輸入有兩個，一個由(子計畫五)銀髮族智 慧型安全監視系統得到情緒指數，一個由(子計畫 六)銀髮族互動式之安全照護系統得到生理參數， 透過(子計畫七)智慧平台擷取該信號做為系統輸 入，提供當時的身心參數信號(體溫、心跳、血 壓、血糖、情緒指數)。 2.2.4. 本系統的輸出 (1)提醒使用者當時的身體狀況，並(2)讓使用者得 到正確且適當的建議。本系統輸出結果除上傳至 子計畫七「銀髮族智慧生活資訊整合平台」，紀 錄並顯示外，亦透過此智慧平台，(3)提供子計畫 四「銀髮族智慧生活之養生保健膳食管理系統」 決策建議給子計畫四做為改善參考，也(4)提供決 策建議給子計畫二「銀髮族開心農場系統」做為 參考。

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身心參數量測記錄、(3)銀髮族各種疾病預防的知 識教育資料庫、(4)國內外大量高齡人口健康資料 庫。 2.3.2. 第二年 本計畫利用第一年之整合型資料庫，第二年運用 人工智慧型最佳化方法(免疫演算法[3~5])開發資 料分析系統。為使銀髮族能真正享受在地老化及 在宅老的目標，本分析系統之介面操作設計上為 簡單實用的表達，分析項目上以個人化實務需求 來呈現，降低操作上的困難。介面操作設計以網 頁方式來呈現，後端伺服器以 Apache 版本 2.2 來 架設，程式語言用 PHP 版本 5.2.17 來開發，資料 則存放於 MySQL。前端畫面以 HTML5 標準來開 發，採用 HTML、CSS、JavaScript。 2.3.3. 第三年 配合本整合型計畫中之子計畫一至子計畫七功能 進行系統測試，透過子計畫七的智慧平台，將各 子計畫的系統串聯、整合。

三、 本子計畫功能 為達成本文(子計畫三)的目的，本文的輸入需由(子 計畫五)銀髮族智慧型安全監視系統得到情緒指數，及 由(子計畫六)銀髮族互動式之安全照護系統得到生理參 數，經過本文(子計畫三)做出健康照護決策建議後，在 將此建議提供給(子計畫四)銀髮族智慧生活之養生保健 膳食管理系統作為輸入，也將此建議提供給(子計畫二) 銀髮族開心農場系統作為可在家中輕鬆栽種植物以活動 身心調節情緒的建議參考。本文(子計畫三)與其他子計 畫間之功能分別敘述如下： 3.1 本計劃輸入內容 當銀髮族使用者量完生理參數後，透過子計畫七之智 慧平台，立即將量測得到之數據傳給子計畫三。在各項 生理參數格式如下表，如圖三所示。而當銀髮族透過子 計畫五之情緒辨識系統辨識情緒後，會將量測之情緒傳 給本文，圖四為子計畫五與本文(子計畫三)間情緒代碼 內容。

圖二： 本文(子計畫三)系統架構圖

2.3 研究方法 本文(子計畫三)為配合其他子計畫進度，完成本文之 「銀髮族健康守護神系統」。三年之研究方法分別如 下： 2.3.1. 第一年 採用資料庫分析法，依據銀髮族在本計畫智慧生 活中之各項需求整理列出，建置完成系統網頁架 構。並整合(1)過去就醫病史紀錄、(2)過去十次的

圖三： 子計畫六與本文(子計畫三)間資料傳遞內容

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3.4 本文(子計畫三)在資訊整合平台(子計畫七)呈現之 內容 銀髮族使用者在使用資訊整合平台時，可查詢到子 計畫三之網頁範例，圖七顯示的是子計畫三於子計畫七 操作平台之操作介面。

四、 100 位銀髮族實例分析

圖四： 子計畫五與本文(子計畫三)間情緒代碼內容

4.1 100 位銀髮族實例 本系統建置完成後，透過 100 位銀髮族的實例分 析，驗證本文(子計畫三)之系統分析，由(子計畫二)判 別情緒指數，將判別的值送給本文；由(子計畫六)量測 生理參數，將量測值傳給本文，圖八為 100 位銀髮族的 身心理參數，於資料庫中的呈現。

3.2 健康指數計算方式及定義 生理參數由子計畫六提供，原始數據經本文(計畫三) 計算後，判斷其超標量。若為「稍超標則標記 1 點」、 「高超標則標記 2 點」，累計加總起來下限 0、上限 7，共分二個區間。而情緒指數由子計畫五提供，分四 個種類。因此，生理參數與情緒指數共可排列組合出 8 種健康指數，其健康指數定義內容如圖五所示：

圖七： 本文於(子計畫七)資訊平台之操作畫面

圖五：健康指數定義

3.3 本文(子計畫三)輸出內容 子計畫三依生理參數判斷的決策建議，輸出給子計畫 四之慢性病改善建議(健康關鍵字)，如圖六所示。情緒 指數和生理參數做出健康指數後，傳送給子計畫二作為 情緒改善建議(健康指數代碼)，定義如上圖五所示。

4.2 100 位銀髮族健康關鍵字 透過本文(子計畫三)銀髮族健康守護神系統，判別 100 位銀髮族的量測數據，其判別結果(健康關鍵字)， 透過(子計畫七)資訊平台，將判別結果傳送給(子計畫四) 銀髮族智慧生活之養身保健膳食管理系統，作為藥膳食 療的參考依據。圖九為 100 位銀髮族健康關鍵字判別結 果。 4.3 100 位銀髮族健康指數 透過本文(子計畫三)銀髮族健康守護神系統，以上述 3.2 健康指數計算方式，計算 100 位銀髮族的量測數 據，其結果(健康指數)透過(子計畫七)資訊平台，將判 別結果傳送給(子計畫二)銀髮族開心農場系統，作為栽 種植物以活動身心的參考建議。圖十為 100 位銀髮族健 康指數。

結論

圖六： 慢性病改善建議(健康關鍵字)

本文之目的在提供銀髮族享受智慧生活的同時，還 能兼顧健康關懷(量測個人生、心理信號，做出健康狀 況監控、提醒、改善建議等)。本系統除以銀髮族人性 化之角度來設計外，已藉由銀髮族的實際測量得到反饋

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意見，並加以改良與修正。

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圖九： 100 位銀髮族健康關鍵字(圖為前 50 位)

圖十： 100 位銀髮族健康指數

參考文獻

圖八： 100 位銀髮族於資料庫中之量測值

[1] 衛 生 福 利 部 ─ 101 年 國 人 主 要 死 因 統 計 結 果 http://health99.doh.gov.tw/Hot_News/h_NewsDetailN.aspx?T opIcNo=6798 [2] 台灣人口與醫療統計資料http://www.tii.org.tw/fcontent/mi20111201/file/台灣人口與醫療統計資料.pdf [3] C. L. Chiang, “Improved Immune Algorithm for Power Economic Dispatch Considering Units with Prohibited Operating Zones and Spinning Reserve,” International Journal of Engineering and Technology, Vol.6, No. 4, pp. 320- 325, 2014.

[4] C. L. Chiang, “Immune-based Algorithm for Power Economic Emission Dispatch,” International journal Applied Mechanics and Materials, Vol.470, pp. 785- 789, 2014.

[5] C. L. Chiang, “Artificial Immune Algorithm for Practical Power Economic Dispatch Problems,” International Journal of Machine Learning and Computing (IJMLC, ISSN: 20103700), Vol.3, No. 6, pp. 529- 533, 2013.