Toward Healthy and Successful Aging: Intelligent Home Care Environments for the Elderly
Copyright copy; 2013 by Hsin-Hsien Chiu All Rights Reserved
Due to increases in chronic diseases, hospital costs, and aging populations, home care has become a growing worldwide trend in elder care. This research proposes Intelligent Home Care Environment (IHCE) as a solution that can assist the elderly with physical and cognitive functioning, while reducing costs and avoiding the social and cultural problems associated with current solutions. In order to research the interrelationship between the elderly and their physical environments in home care, this study starts with ecological models (Satariano, 2006) of humanenvironment relationships and the disablement model (Verbrugge amp; Jette, 1994) that is used in the epidemiology of aging and gerontology. Then, Acupuncture Theory (Ming-Tung Chen, 2000; Zhang amp; Rose, 2001) is employed as a metaphor/model for formulating a Dynamic Multi-Agent System (DMAS) that can dynamically respond to ever-changing events in the environment; this is a way to design the physical environment as a “living ecology”. Finally, to consider how the elderly are assisted in home care from a social and cultural perspective, quantitative and qualitative case studies describe how personal and cultural tastes affect the userrsquo;s physical and cognitive functioning. The Healthy Aging Network Study provides the representative samples for system testing and evaluation. The objectives of the IHCE are to assist the elderly through the optimization of safety, adaptability, and resource efficiency. From the viewpoint of gerontology, successful aging requires three attributes: 1) Low risk of disease and disease-related disability, 2) High mental and physical function, and 3) Active engagement with life (especially socially engaged) (Rowe amp; Kahn, 1997). With the assistance of IHCE, the elderly may live more independently, have higher self-confidence, and enjoy successful, well-balanced, and healthy aging.
The demographic trend towards an aging population is a world-wide phenomenon that is making home health care service increasingly critical. This trend is most pronounced in the developed world where birthrates have long been in decline due to urbanization, the elimination of many childhood diseases and a soaring cost of living compared to a century ago (United Nations, 1999; U.S. Census Bureau, 2000). These economic and demographic trends are shattering cultural traditions wherein children accept the responsibility of providing active care and companionship to their aged parents. With the vast majority of younger generations forming their own households, more of the elderly are living individually and independently. The relocation of the young as they search for employment opportunities, along with a rising cost of living, creates great societal challenges. Many of the elderly will require physical assistance while their children may be unable to afford adequate home care services. Medical services for the elderly, already strained, may prove insufficient in the near future. This research starts by clarifying current issues generally in the physical environments and particularly regarding home care services. To solve these issues, this research proposes an intelligent environment as a solution to assist the elderly with physical and cognitive functioning. In thinking of designing built environments as living ecology, acupuncture theory is applied as a metaphor to formulate a Dynamic Multi-Agent System (DMAS) that can assist the elderly not only on individual Activities of Daily Living (ADL) and Instrumental Activities of Daily Living (IADL), but also from a holistic viewpoint: optimization of safety, resource efficiency, and adaptability.
1.2 Issues in Home Care
1.2.1 Home care is the most prevalent way of bridging the gap between the needs of the elderly and the affordances of their home, in the form of in-person assistance from caregivers. However, conflicts frequently arise between caregivers and their patients owing to diversities of social and cultural backgrounds. Due to the increasing prevalence of chronic disease, rising hospital costs, and an aging population, home care is one of the fastest-growing expenses in the Medicare program (S. Montauk, 1998). Caretakers have the closest, most direct contact with patients in home care. Home care involves helping patients (usually the elderly) with the basic activities of Daily Living (ADL)(Katz, Ford, Moskowitz, Jackson, amp; Jaffe, 1963) and Instrumental Activities Daily Living (IADL) (Lawton amp; Brody, 1969). Nevertheless, when caretakers step into patientsrsquo; houses, they are exposed to their patientsrsquo; social and cultural territories/ boundaries as well as customs. Any differences in these customs between caretakers and patients will affect their relationship. For instance, in Asia, due to a shortage of nursing professionals, more and more immigrant workers are hired from developing countries to work as caretakers. The immigrants receive only minimal training, mainly focusing on general, standardized physical nursing skills. Yet the training often neglects the uniqueness of human beings—each patient has specific tastes (Cranz, 2004) based on his or her social and cultural backgrounds1. Thus, the drawbacks for having assistant caretakers are: 1) the high costs and low availability of caretakers; 2) caretakersrsquo; limited knowledge about patientsrsquo; History of Present Illness (HPI) and personality (an inability to provide appropriate psychological support); 3) patientsrsquo; difficulty communicating with caretakers due to social, cultural, and language differences; (4) the inadequateness of the home environment to afford multiple adults, with different social/cultural customs, living together in close proximity.
1.2.2 Current Approaches
The current approa
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健康和成功的老龄化：对老年人的智能家居护理环境
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由于慢性疾病、住院费用的增加和人口老龄化，家庭护理越来越成为老年人护理的趋势。本研究提出了智能家居护理环境（IHCE）作为一个解决方案，可以对老年人的身体和认知功能有一定的帮助，同时降低护理成本并避免与现有解决方案相关的社会和文化冲突。为了研究老人的物理环境中的家庭护理和他们本人之间的相互关系，这项研究始于生态模型（Satariano，2006）人际环境关系和残疾模型（VERBRUGGE和杰特，1994年），这两项模型多用于在老化流行病学和老年学中。然后，针灸理论（铭东陈，2000;张和玫瑰，2001）被用作隐喻模型制定一个动态多代理系统（DMAS），可以动态地响应不断变化的环境中的活动;这是一种设计的作为“生态生活”的物理环境。最后，要考虑如何将老人从社会和文化角度协助家庭护理，定量和定性的案例研究描述了个人和文化品味影响用户的身体和认知的功能。健康老龄化的网络研究提供了系统的测试和评估的代表性样本。该IHCE的目标是协助老人实现安全，适应性和资源利用效率的最优化。从老年学的角度来看，成功的老龄化需要三个属性：（1）疾病和疾病相关的残疾风险低（2）高的心理和生理功能（3）主动参与到生活（尤其是社会参与中）（Rowe和卡恩，1997）。随着IHCE的协助下，老年人可能更独立地生活，有较高的自信心，并享受成功的、平衡的、健康的老龄化。
人口老龄化的人口发展趋势是使家庭保健服务越来越重要的理由，也是一个全球性的现象。这一趋势最明显是在发达国家，发达国家出生率早就由于城市化的进程在一直在下降，抵抗儿童疾病和维持他们的生活比一个世纪前的成本要高的多（联合国，1999年;美国人口普查局，2000年）。这些经济和人口变化趋势也是文化传统，比如儿童接受他们年迈的父母提供主动关怀和陪伴的责任。随着年轻一代绝大多数形成了自己的家庭，更多的老人开始单独和独立生活，为年轻人寻找就业机会和随着生活水平的成本上升对年轻人的搬迁等，都造成巨大的社会挑战。很多老人都需要身体上的帮助，但他们的孩子可能无法提供足够的居家养老服务。对于老年人来说，资源本来就紧张，尤其医疗服务在不久的将来可能被证明根本不足。这项研究开始于研究当前的问题一般是在物理环境中，特别是关于家庭护理服务。为了解决这些问题，本研究提出了一种智能环境作为溶液，以协助老年人身体和认知功能。在设计建筑环境作为生态居住思想，针灸理论比喻制定动态多代理系统（DMAS），可以帮助老人不仅在日常生活（ADL）及日常生活工具性活动中的个人活动适用（IADL），也从一个整体的观点：安全，资源利用效率和适应性的优化论证。
1.2家庭护理的问题
1.2．1家庭护理是连接老人和老人需求之间最普遍的方式，从老人本身和他们的家庭性质可以看出，在人的援助从形式上他们要护理人员，但由于社会和文化背景的多样性，护理人员和患者之间也频繁的产生冲突。由于慢性疾病和住院费用上涨，以及人口老龄化的日益普遍，家庭护理是在医疗保险计划（S.蒙托克，1998年）中增长最快的费用。家庭护理的管理员是与患者家庭最直接进行接触的人。家庭护理是包括帮助患者（通常是老年人）与日常生活（ADL）（卡茨，福特，莫斯科维茨，杰克逊，与谢斐，1963年）和工具性日常生活活动（IADL）（劳顿和布罗迪，1969年）的基本活动。然而，当管理员进入病人的房子，他们接触到病人的整个社会和文化习惯，照顾者和患者之间的这些习俗任何差异，都会影响他们的关系。例如，在亚洲，由于护理专业人才短缺，越来越多的来自发展中国家的移民工人被聘请担任管理员。移民工人只接收了很少的培训，主要培训是在一般情况下，标准化的物理护理技能。然而，培训往往忽略了每个被照顾者的独特性，每个病人都有基于他或她的社会和文化北京和特定品味（Cranz，2004）。因此，助理管理员的缺陷是：1）成本高，照料可用性低2）管理员局限于被照顾者的现病史（HPI）和个性（无力提供适当的心理支撑位） 3）病人的难点，由于社会，文化和语言的差异沟通困难; （4）家庭环境的不足，负担过多的成年人，生活在一起具有不同的社会和文化习俗。
1.2.2智能环境的方法可以分为三个方面：1）集成系统；2）具体控制设施，和3）生活的房子。
A.无处不在的计算–网络和集成系统。
举一个肯坂村设计找到的智能设备和智能房屋控制系统的集成的例子，他使用一个称为TRON的东西，它通过微码ID标签房子连接对象开源微处理器操作系统，创造了一个集成的环境（坂村，1996）。它不仅允许在建筑物的对象之间标识和通信，也可以插入到城市中。如果UCODE ID标签散落在物理环境中，房屋和城市本身可以作出响应居住者的需求。然而，这个系统将每个UCODE ID作为一个独立的芯片，无法反映不同环境的独特背景，感觉不到个人住户（竹山与坂村，1989年）的舒适度。
B.具体治理设施。
中心建筑性能和诊断（CBPD）在卡内基 - 梅隆大学，导演沃尔克·Hartkopf和周慧敏Loftness，集中建设与评价方法（Hartkopf，Loftness，马达维，李某，与Shankavaram，1997）都表现过。高级建筑系统集成联盟（BASIC）注重先进技术在写字楼的物理环境和社会环境的影响，以创造高绩效的工作环境。应用总建筑性能可以减少能源消耗、污染和浪费现有的和新的建设，通过乘客的满意度、健康和生产力测量，同时提高生活建筑内的质量。关于壳体，M.C的灵活性Mozer提出了“自适应之家”的家庭，基本上节目本身通过观察生活方式和居民的愿望，学会预见他们的需求内的集成系统（Hartkopf等，1997; Mozer，1998年，1999年）。ACHE包括神经网络和依靠强化学习技术（萨顿和巴托，1999）。这所房子的智能在于它适应它的操作能力，以适应居民的生活方式，居民不必通过特定的接口调整设施。取而代之的是，房子本身的学习行为和进行必要的更改，以适应居民的需求。该系统的目标是预料到居民的需求，并尽量减少不适和能源的综合成本。
C. 生活的房子。
应用无处不在的计算和智能家电和设备，一些研究项目，追求所谓的“生活之家”，如365天环境情报研究由飞利浦研究实验室主页（德Ruyter，2003年），丰田PAPI梦之家由丰田家和Ken坂村，三星Homeveda（三星，2007年），并在台湾（陈，马，钲，和Chang，2010生活3.0（土井等，2005）在内政部建筑研究所，2009）。这些方法的一般特征是，大量房子适于创建一个“数字织物网和整合大部分电子设备，例如，对暖通空调系统，电器等在家庭。得益于先进的技术，这种做法的目的是追求一种“电子生活风格”。有些项目申报也有具体子目标，例如健康、可持续性和方便（Chen等人，2010）。尽管如此，对这些子目标之间的相互关系并没有讨论。一旦这些目标有冲突，他们就会成为问题，。此外，目前还不清楚其优先考虑在不同的用户在这些子目标时，优先级。这种方法的另一个悬而未决的问题是，它缺乏既有社会文化对人类行为的讨论。
D.当前方法的局限。
上述研究是基于临时解决方案，基于传统控制论的原理，他们强调物理建筑设施，而不是住户和建筑环境之间的动态相互关系。这项研究大多是静态的建筑和被动设施，仍然无法与住户和环境的不断变化的需求进行交互。同时，上述研究可能部分地满足居民的生理需求，但忽略了其他心理问题，如：对人的感觉和期望，社会和文化的影响（Brager和德亲爱的，2003年）。例如，居民可能会觉得累极均匀或标准化的内部环境，导致不满。在此期间，该建筑环境不能解决在多个用户和活动在同一时间在同一空间的冲突。没有整体的平衡控制解决方案，提供灵活解决居住者和建筑环境的冲突。现有方法的局限性，可以归纳如下：
*缺乏居住者与建筑环境之间的动态相互关系的讨论
*未能同时提出多个用户在同一空间/时间和活动之间的冲突解决方案，
* 居住者的心理问题，社会和文化因素的忽视，如个人和文化品位
家庭护理的环境
本章阐述了从不同的角度，包括人口老龄化和老年医学流行病学，老年人口面临的居家养老服务行业的诸多现实的问题和挑战，并揭示了在医疗领域不同的分歧思想学校假定策略。本章还深入研究了居家养老服务的领域，并提供现有解决方案。
3.1老龄化问题
3.1.1流行病学衰老
人口老龄化已成为一个世界性的问题。从人口学的角度来看，我们2030年不管在发达国家还是发展中国家世界，年龄超过65岁的将急剧增加（联合国，1999年人口的比例1950年的人口结构比较两种;美国人口普查局，2000年）。要了解世界各地的人口老龄化，就要了解流行病学变迁理论，各种影响全球性人口老龄的因素，比如人口学，老年学和老年医学。
3.1.2一个老龄化的生态模式
从整体的角度讨论流行病学，第一个生态模型（图8），提出来形容的健康和福祉的模式是如何受生物行为，环境等因素之间的动态相互作用（史沫特莱，赛姆，桑普森， ＆Morenoff，2000）。
3.1.3伤残模式
由于身心健康的缺失是人口老龄化的基本问题，为了设计一个可以造福老年人物理环境，我们应该讨论残疾的过程。从残疾模型看，该过程是由一个病理发起了与生理或认知功能障碍相关联的级别，相反可能导致，功能性的限制，最终成为残疾（费鲁奇等人，1996 ; Satariano，
2006年; VERBRUGGE和杰特，1994年）。在功能化的过程中，一个理想的家庭护理环境应该不仅能够提供一种无毒的物理环境，而且还能够一定程度的干预或延缓残疾的过程。如果残疾是人口老龄化不可避免的过程，也一点也是非常有利的，只要有可能保持一个良好的生活质量，就可以延缓残疾，延缓老龄化。
3.2为什么人们选择家庭护理
家庭护理在许多方面有利于患者，包括经济上的节约和方便。当人们需要保健，他们不仅需要物理疗法也需要心理援助。患者的心理状态可以改变和削弱身体状况的不健康。家人和朋友一起在熟悉的环境的存在增加了人们的心理安慰。此外，物理环境也可以改善患者的心理状态。
一个“家”是身体的生活容器，一个“家”也是思想和身体并存的地方
房子主要描述了人体的生理，内置物质环境;相反，一个“家”不仅描述的是居住的实物，也是心灵和灵魂居住的地方。例如，它很容易建造，看起来像病人的房子的物理环境，但它是他人难以重新用于患者的地方的熟悉和亲密不知道患者的行为模式和审美偏好。
口味个性化表达，个人风格组合特征
克莱尔·库珀马库斯提到在众议院：自我的镜子（2006）的室内居住环境，不仅反映一个人的社会和文化背景，而且还包含了个人的回忆和心理属性的综合表现。设计师应该与居民的口味，习惯，心理情感和心理易感性（阿伯克龙比，1977）。这些因素应该同样尊重和家庭护理专业人员照顾到。患者可以定制自己的内部环境，通过安排在他们的审美标准条款务实的和象征性的对象4，以适应他们的口味。至于外人这种环境下，管理员不应该安排内饰，最便捷的方式为他们帮助病人，而应尊重和帮助，根据自己的口味，表示无论是个人表达和文化规范病人安排的物理环境。
3.3不同的医疗机构之间调剂比较
物理环境中被安排在基于患者的功能和不同的方式医疗需求。这些差异可通过三种类型的比较进行探讨医疗机构：医院，疗养院和家庭护理。由于不同级别和药物治疗的复杂性，每种类型的医疗机构都有与众不同和强调对内的环境。与此同时，患者有灵活性和可调节性的的生活空间的变化。
A.医院
在医院中，药物治疗具有复杂性，需要许多务实的对象，例如医疗设备和设施。由于“医疗功能”是最重要的一项功能，物理环境需要进行相应的设计。医疗专业人士比病人有更多的发言权做医院的内部安排。通过这种方式，务实的对象变得比象征性的项目重要得多。此外，任何审美融合很大程度上依赖于标准化。例如，一个患者的房间的内部可能被涂上一个愉快的颜色，并有因整个医院的标准规则良好的光亮度。然而，患者将不得调整或选择基于个人或文化品位不同的颜色或款式。因此，每个病人的房间可能会出现通过大规模生产中产生无特征病房。虽然部分民营医院已经开始关注到病人房间的个性化，但他们还是不允许病人做出改变布局或装饰的行为。这是很难让患者感到安全和在家里的环境，因为他们很少或根本没有控制。从拉波波特的角度来看，人需要携带物品，特别是可移动的物体，参与并带来意味着他们的环境和提高他们的归属感（拉波波特，1990年a）。因此，患者留在医院在医院的物理环境将有属于比监测和在家治疗的人的减少感由于有限的灵活性和控制，所以患者的心理状况可能会受到影响。
B.养老院
当病人的症状是不需要迫切住院治疗，但仍需要定期的医疗援助，他们需要待在一家养老院。在敬老院，患者共同生活在同一栋大楼，分享数量有限的几个看管和医疗专业人员。每位患者共享相同的公共生活空间，比如客厅，餐厅等，可能会或可能不会有一个单独的空间。因为居民没有很多迫切的医疗需求，养老院需要比医院更少的务实对象，但更多的医疗服务而不是一个家庭护理环境。由于这些居民都没有接近一个真正的家庭，但共享相同的生活空间却像一个家庭，他们无法与个别符号对象装饰公共空间。例如，来自不同宗教，有两个宗教造像在中心的客厅同时显示，它可能会导致意想不到的冲突。所有的用户在公共空间必须批准基于他们的个人品味和舒适水平。
C.家庭护理
如果患者不需要长期的或立即就医治疗，在家里照料成为一种选择。患者可以选择留在家里，在那里他们的环境是最熟悉。
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