Ir. Michiel Brink richtte zich als promovendus aan de faculteit Bouwkunde op de (software)platforms die een centrale rol spelen in de domotica en telezorg. Zo’n platform kun je zien als het brein van de ‘smart home’: het zorgt ervoor dat de informatie van elk apparaat in huis beschikbaar is voor alle andere apparaten, zodat ze naadloos kunnen samenwerken. “Die platforms zijn behoorlijk technisch van aard”, vertelt Brink. “Bij het ontwerpen ervan wordt relatief weinig aandacht besteed aan welke zorgapplicaties het platform precies moet ondersteunen en wat de behoeftes zijn van de vaak oudere gebruikers.”

Het belang van een goed functionerend technisch platform illustreert Brink op de omslag van zijn proefschrift met een cartoon (zie afbeelding). “Je ziet een robot die een pan met spaghetti naar de woonkamer probeert te brengen. Er gaat iets mis met het technisch platform, waardoor de robot de inhoud van de pan op een willekeurige plek neersmijt.” Achter dit ludieke voorbeeld liggen diverse potentiële problemen met nog veel vervelender consequenties verborgen. Het is dus zaak om allerlei mogelijke scenario’s van tevoren goed na te lopen.

Met dat doel bedacht Brink een methode, die hij de Public Health Methodology doopte, om de belangrijkste functies van de ‘smart home’ in kaart te brengen. “Ik heb daarvoor gebruikgemaakt van bestaande gezondheidsprofielen. Aan allerlei aandoeningen, zoals suikerziekte, of de longaandoening COPD, zijn beperkingen gekoppeld. Dan moet je denken aan moeilijk lopen, slecht zien, of aantasting van het denkvermogen. Die limitaties heb ik gecombineerd met een lijst met dagelijkse activiteiten die je in huis uitvoert. Dan zie je direct waar de gebruikers behoefte aan kunnen hebben.”

Brink nam vervolgens twee bestaande platforms, UPnP en universAAL, en hing daar in een simulatie een virtueel huis met virtuele apparaten aan. “Als in een computerspel speelde ik met een poppetje dat hulp nodig had van bijvoorbeeld een robot. De communicatie met de robot loopt dus via het technisch platform. Het bleek dat ik voor tachtig procent van de apparaten zelf een uitbreiding moest maken op het platform. Het is daarom belangrijk dat de platforms uitbreidbaar zijn en fabrikanten er eenvoudig nieuwe sensoren aan toe kunnen voegen. De werking moet je dan ook niet definiëren in een geschreven boekwerk, maar in de vorm van een informatiemodel voor computers. Op dit moment is hiervoor alleen nog geen breed geaccepteerde standaard.”

De ‘smart homes’ van de toekomst zullen voorzien zijn van een zogeheten draadloos sensornetwerk. Sensoren op het lichaam van de patiënt communiceren met aanvullende sensoren die in de woning zijn ingebouwd, en met een centrale computer die in verbinding staat met de zorgverlener. De Iraanse promovendus Majid Nabi werkte bij de onderzoeksgroep Electronic Systems aan methodes om deze netwerken zo energiezuinig en betrouwbaar mogelijk te maken. Hij deed dat in het kader van het project Alwen (Ambient Living with Embedded Networks).

Patiënten met de longaandoening COPD vormen een van de doelgroepen van het Alwen-project, vertelt Nabi: “Die mensen hebben door hun ziekte een zeer beperkte hoeveelheid energie, die ze over de dag moeten verdelen. Met een draadloos sensornetwerk kun je hun activiteiten in de gaten houden en hierover feedback geven, bijvoorbeeld door aan te geven dat het tijd is om even te rusten.”

Voor het project werd bij het Enschedese revalidatiecentrum Roessingh een woonruimte voorzien van tientallen sensoren, zoals infraroodsensoren in de deuropeningen, drukmeters in de banken en versnellingsmeters op (kast)deuren (zie afbeelding). In veel situaties zou het in principe eenvoudiger zijn om de patiënten te monitoren met videocamera’s, geeft Nabi toe, maar dat wordt in de praktijk ervaren als een te grote inbreuk op de privacy. Alle informatie die de sensoren over de activiteiten van de bewoner verzamelen, wordt draadloos naar een centraal punt verstuurd en verwerkt. “Op het lichaam van de patiënt kun je ook sensoren aanbrengen om continu bijvoorbeeld de temperatuur, hartslag of bloeddruk in de gaten te houden.”

Om te voorkomen dat deze sensoren de patiënt hinderen in hun dagelijkse bezigheden, wordt geprobeerd deze zo klein mogelijk te maken. Dat betekent dat er ook weinig ruimte is voor een batterij en dat maakt de energiezuinigheid van sensoren een essentieel punt.

Nabi keek in zijn promotieonderzoek naar de communicatie tussen de sensoren onderling en met het centrale systeem. Hij ontwierp protocollen -de regels voor uitwisseling van gegevens- om het energieverbruik zo laag mogelijk te maken. “Omdat het gaat om een medische toepassing, heb ik ook veel aandacht besteed aan de betrouwbaarheid van het systeem”, vertelt Nabi. “Maar uiteindelijk is er altijd een ‘trade-off’ tussen energiezuinigheid en betrouwbaarheid.”

Om de protocollen te testen, bracht Nabi op de achtste en negende verdieping van Potentiaal zo’n zestig draadloze knooppunten aan. Vervolgens rustte hij vier collega’s uit met sensoren (zie afbeelding). “Ik vroeg ze om gewoon hun dagelijkse werk te laten doen. De gegevens die dat opleverde, heb ik gebruikt om te kijken naar de energiezuinigheid en de vertraging in het netwerk. Uit deze experimenten blijkt dat je, door de sensoren niet te laten ‘luisteren’ als de proefpersoon niet in de buurt is, zo’n zeventig procent energie kunt besparen.”