對(duì)長者來說，跌倒很常見，約30% 的獨(dú)立生活長者和50% 的長期護(hù)理機(jī)構(gòu)長者每年至少跌倒一次[1]。去年我們的長者防跌倒圖鑒系列，幫助大家了解跌倒的危害、長躺、隱瞞式跌倒、科技產(chǎn)品以及可能導(dǎo)致跌倒的疾病等。今天給大家介紹下真實(shí)的跌倒及萬蘊(yùn)Vayyar 是如何一步步提高解決方案的準(zhǔn)確性的。

一、真實(shí)的跌倒場(chǎng)景

1. 跌倒多數(shù)情況下都是瞬間、大家不愿意面對(duì)的事件，大多缺少必要的記錄。

2. 很多針對(duì)跌倒的研究，要么通過跌倒者和目擊者的回憶來描述跌倒事件，要么就是公共場(chǎng)所的視頻，這些跌倒事件和機(jī)構(gòu)、居家的跌倒有很大的不同。

3. 跌倒監(jiān)測(cè)產(chǎn)品測(cè)試過程中，基于安全和其他方面的考慮，多數(shù)是由年輕人來測(cè)試，跌倒的速度、姿態(tài)和真實(shí)的長者跌倒有差距。

跌倒監(jiān)測(cè)產(chǎn)品如何兼顧準(zhǔn)確性和誤報(bào)率？

過硬的硬件 + 不斷迭代進(jìn)化的軟件算法

? 要參照科學(xué)的研究數(shù)據(jù)

? 要有真實(shí)數(shù)據(jù)的“喂養(yǎng)”，促進(jìn)算法升級(jí)跌倒

? 要有實(shí)驗(yàn)室的大量模擬和測(cè)試

從而不斷迭代、持續(xù)優(yōu)化

二、學(xué)術(shù)界關(guān)于真實(shí)跌倒的觀察性研究

加拿大Simon Fraser 大學(xué)的Stephen N Robinovich 教授主導(dǎo)的長者傷害預(yù)防技術(shù)項(xiàng)目[2] 致力于研究長者跌倒和跌倒相關(guān)傷害的原因及預(yù)防方法。他的團(tuán)隊(duì)通過與兩家長期護(hù)理機(jī)構(gòu)的合作，在其公共區(qū)域( 餐廳、休息室、走廊) 安裝攝像頭，監(jiān)測(cè)和錄制長者真實(shí)的跌倒數(shù)據(jù)。

• 這項(xiàng)研究歷時(shí)3年多（2007-2010）

• 涉及130位居民

• 平均年齡為78歲

• 最終收集到了227例真實(shí)跌倒事件的視頻片段

三、真實(shí)跌倒的原因及活動(dòng)狀態(tài)

研究結(jié)果顯示

失去平衡是導(dǎo)致跌倒最常見的原因( 在227 例跌倒事件中占93 例) 41%

絆倒 48 例 21%

身體磕碰 25 例 11%

失去支撐 25 例 11%

暈倒 24 例 11%

滑倒 6 例 3%

此外，與跌倒事件相關(guān)性最高的三項(xiàng)活動(dòng)分別為：行進(jìn)中跌倒、站立時(shí)跌倒、坐下時(shí)跌倒

行進(jìn)中跌倒 54 例

站立時(shí)跌倒 29 例

坐下時(shí)跌倒 28 例

這項(xiàng)研究揭秘了最常見的長者真實(shí)跌倒的原因，也為有效評(píng)估長者的活動(dòng)平衡能力以及預(yù)防跌倒提供了數(shù)據(jù)支撐。

四、基于真實(shí)跌倒數(shù)據(jù)的研究和訓(xùn)練

真實(shí)數(shù)據(jù)的“喂養(yǎng)”

1. 對(duì)于跌倒算法開發(fā)來說，最大的挑戰(zhàn)在于缺乏有效的訓(xùn)練和驗(yàn)證數(shù)據(jù)集。傳統(tǒng)的毫米波雷達(dá)由于分辨率有限，在算法優(yōu)化過程中需要配合攝像頭進(jìn)行實(shí)際場(chǎng)景數(shù)據(jù)集的采集。然而，由于跌倒設(shè)備通常安裝在私密的生活空間，傳統(tǒng)依賴攝像頭進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和訓(xùn)練的方式已經(jīng)無法適用。

2. 萬蘊(yùn)Vayyar 的高分辨射頻成像傳感器，可以在保護(hù)隱私的前提下，根據(jù)策略采集真實(shí)場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)，包括不同類型的真實(shí)跌倒和導(dǎo)致誤報(bào)的數(shù)據(jù)，然后，利用高分辨率的點(diǎn)云數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)注，從而持續(xù)生成所需的訓(xùn)練或驗(yàn)證數(shù)據(jù)集，實(shí)現(xiàn)算法和數(shù)據(jù)的閉環(huán)流程。

3. 萬蘊(yùn)Vayyar 的跌倒檢測(cè)方案已經(jīng)迭代到第二代產(chǎn)品，從2018 年發(fā)布一代Walabot Home 產(chǎn)品以來，廣泛服務(wù)于國內(nèi)外眾多機(jī)構(gòu)和居家用戶。通過這款產(chǎn)品，我們積累了海量真實(shí)場(chǎng)景數(shù)據(jù)，特別是那些隱蔽場(chǎng)景的跌倒和誤報(bào)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)幫助我們不斷地提升跌倒算法的準(zhǔn)確度。

真實(shí)跌倒的模擬數(shù)據(jù)

1. 由于跌倒事件的復(fù)雜性，涉及到各種不同的跌倒姿態(tài)和環(huán)境情況。為了彌補(bǔ)實(shí)際數(shù)據(jù)的不足，我們?cè)谘芯苛舜罅空鎸?shí)跌倒數(shù)據(jù)的情況下，通過專門的測(cè)試人員來模擬真實(shí)的跌倒事件，這些數(shù)據(jù)幫助我們對(duì)跌倒檢測(cè)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化。

2. 因此，萬蘊(yùn)Vayyar 的跌倒檢測(cè)方案，對(duì)于無論是快、慢、側(cè)、仰、俯等體態(tài)的跌倒，還是跌倒后人體靜止、爬行、揮手、撐地均可實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè)

五、高分辨率射頻成像硬件平臺(tái)

萬蘊(yùn)Vayyar 的跌倒檢測(cè)方案基于我們獨(dú)特的高分辨率射頻成像傳感器硬件，可以提供足夠精細(xì)和穩(wěn)定的人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)，從而為包括跌倒檢測(cè)、人員跟蹤等在內(nèi)的應(yīng)用算法的實(shí)現(xiàn)提供更好的底層數(shù)據(jù)支撐。

• 搭載強(qiáng)大的自研芯片及48 根收發(fā)（24 發(fā)22 收）天線形成高達(dá)528 個(gè)信號(hào)通道

• 可以提供幾十倍于傳統(tǒng)FMCW 雷達(dá)分辨率的點(diǎn)云數(shù)據(jù)

• 不僅可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的存在檢測(cè)，還可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的人體跟蹤，跌倒姿態(tài)、生命體征檢測(cè)等高級(jí)探測(cè)應(yīng)用

• 萬蘊(yùn)Vayyar 的射頻成像模組將芯片、DSP 處理器、天線和包括跌倒、存在等算法集與一體，易于開發(fā)集成

• 同時(shí)支持包括點(diǎn)云在內(nèi)的多維數(shù)據(jù)輸出，可以滿足客戶第三方應(yīng)用開發(fā)需求

參考文獻(xiàn)

1. Rubenstein LZ, Josephson KR, Robbins AS. Falls in the nursing home. Ann Intern Med 1994; 121: 442–51.

2.?Injury Prevention and Mobility Laboratory

3. Robinovitch SN, et al. Video capture of the circumstances of falls in elderly people residing in long-term care: an observational study

關(guān)于萬蘊(yùn)

萬蘊(yùn)[Vayyar]是4D射頻成像傳感器的技術(shù)先驅(qū)，其研發(fā)的片上射頻成像傳感系統(tǒng)，可以在保護(hù)隱私的前提下，采集重要的生命數(shù)據(jù)，為智能家居、長者照護(hù)、智慧出行、智能零售、智能安防等領(lǐng)域提供解決方案。

萬蘊(yùn)[Vayyar]致力于研發(fā)更先進(jìn)、更小型、性價(jià)比更高及用途更廣泛的傳感技術(shù)，關(guān)注每個(gè)人的生活，助力構(gòu)建一個(gè)更加智能安全和諧的社會(huì)。