Valter Alves

PROJ/IPV/ID&I/002 • Sistema Inteligente de Controlo de Planos Alimentares para Doentes de Alzheimer e Outras Demências

[CDS] Connected Digital Society, concluído, interno, não competitivo, não financiado, viseu /

Investigador Responsável: Carlos Augusto Cunha
Duração: 2020 – 2022

Membros da equipa do CISeD
Valter Alves
Rui Pedro Duarte

Entidades financiadoras:
CGD; PV

A doença de Alzheimer manifesta-se por uma perda progressiva da função mental, causada pela degeneração do tecido cerebral, incluindo a perda de células nervosas, a acumulação de uma proteína anormal e o desenvolvimento de tranças neurofibrilares. Os doentes de Alzheimer tornam-se dependentes de outras pessoas mesmo para as tarefas mais básicas. O controlo da alimentação e a hidratação de um doente de Alzheimer é assim uma tarefa muito importante executada pela pessoa que apoia a sua rotina diária, denominada de Cuidador Informal (CI).

Condições de subnutrição, sobrenutrição e desidratação são comuns em pessoas com doenças causadoras de demência, já que a perda da sua autonomia se manifesta também ao nível da sua incapacidade de exprimir necessidades alimentares. Torna-se assim fundamental o apoio de um nutricionista na elaboração e acompanhamento de um plano alimentar alinhado com as necessidades do doente. Este acompanhamento é indubitavelmente um processo que exige do Cl muita disciplina e a habilidade para lidar com possíveis adaptações circunstanciais, como a substituição de alimentos prescritos no plano alimentar por outros equivalentes ou a alteração da quantidade de água consumida em função da temperatura ambiente.

Este projeto aborda o problema da criação e acompanhamento de planos alimentares em doentes com demências como Alzheimer por via da criação de uma solução informática, visando aumentar de forma considerável a qualidade de vida dos afetados. A solução passará por uma aplicação Web que permitirá aos nutricionistas criar os planos alimentares, e uma aplicação móvel para que os CI possam fazer o respetivo acompanhamento e para que recebam notificações relativas à alimentação e hidratação adequada nos momentos devidos, zelando-se assim pelo cumprimento das indicações do nutricionista. Para além disso, a aplicação irá sugerir alternativas aos alimentos do plano que se encontrem indisponíveis. A solução para o controlo da hidratação, por parte da aplicação móvel, será completada com uso de uma garrafa de água inteligente. Outra funcionalidade central à solução é a adaptação dinâmica da administração de água ao doente em função das condições ambientais recolhidas automaticamente por sensores de temperatura e humidade.

Em termos científicos, o projeto contempla a criação de modelos inovadores de adaptação de planos alimentares recorrendo a algoritmos de machine learning e a abordagens de integração, pré-processamento e avaliação da qualidade dos dados recolhidos pelos sensores externos.

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PROJ/IPV/ID&I/025 • Da ludicidade do videojogo ao desenvolvimento comunicacional da criança com autismo

[CDS] Connected Digital Society, [DDSS] Digital Decision Support Systems, competitivo, concluído, interno, nacional, viseu /

Investigador Responsável:
Valter Alves
Duração: 2019 – 2022

Membros da equipa do CISeD
Valter Alves
Rui Pedro Duarte
Frederico Fonseca
Ana Cristina Bico Matos

Entidades financiadoras:
CGD; PV

A Perturbação do Espetro do Autismo (PEA) afeta os seus portadores ao nível do processamento sensorial, condicionando-lhes o desenvolvimento de competências de comunicação e interação social. Contudo, são escassas as ferramentas digitais que permitem estudar esta perturbação. É sabido que crianças com PEA são atraídas pelas tecnologias e nomeadamente por videojogos. O funcionamento previsível e constante dos componentes tecnológicos, o apelo visual e os desafios associados costumam ser muito apreciados. Além disso, é típico que os videojogos permitam que o indivíduo jogue sozinho, o que serve o perfil deste público. A utilização de videojogos por pessoas com autismo tem desempenhado um papel relevante e existem estudos que a correlacionam com um desenvolvimento cognitivo superior. Mesmo assim, as soluções existentes especificamente desenvolvidas para este público têm objetivos explicitamente pedagógicos, comprometendo sistematicamente a vertente lúdica. A presente proposta distancia-se dessa pretensão, focando-se em aspetos puramente lúdicos mas que são desenhados de modo a conferir maior eficácia aos jogadores que adotem comportamentos comunicativos com outros utilizadores. Como parte integrante do projeto, encontram-se especificados diferentes cenários de utilização concebidos de modo a permitir que observadores recolham dados com valor científico, com vista a melhor compreender os distúrbios associados. Em primeira mão, pretende-se analisar a influência da proximidade física entre os jogadores, em diferentes condições de familiaridade e das suas competências relativas. Pretende-se também estudar o impacto da repetição da experiência, tanto em termos do desempenho dentro do jogo como no contributo para o relacionamento entre os participantes e, eventualmente, com terceiros. É também objetivo verificar de que modo a utilização de sistemas de realidade virtual imersivos pode impactar os resultados nos diversos cenários.
Para o desenvolvimento do videojogo serão utilizadas metodologias ágeis, no sentido de o produzir de forma incremental e suportada por testes recorrentes que permitam que vá sendo validado à luz dos objetivos pretendidos. Por via dos parceiros deste projeto, poder-se-á contar com um número muito considerável de potenciais utilizadores, o que se revelará instrumental não só para estes testes como para a qualidade científica dos resultados finais obtidos.

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PROJ/IPV/ID&I/007 • Sistema Inteligente de Controlo de Planos Alimentares para o Desporto

[CDS] Connected Digital Society, concluído, interno, nacional, não competitivo, não financiado, viseu /

Investigador Responsável:
Carlos Cunha
Duração: 2019 – 2022

Membros da equipa do CISeD
Rui Pedro Duarte
Valter Alves

Entidades financiadoras:
CGD; PV

A recente explosão na procura de atividades desportivas, motivada por um aumento generalizado da perceção da importância de manter a boa forma física, por campanhas especificamente dirigidas ao combate ao sedentarismo, e pelas oportunidades criadas pela divulgação de modalidades desportivas menos conhecidas, trouxe para primeiro plano questões fundamentais como a correta nutrição dos seus praticantes. As várias instituições ligadas à prática de atividade física que entretanto floresceram, têm vindo a integrar estas preocupações no âmbito da sua atuação, incluindo por via dos seus nutricionistas.

Para um nutricionista, a elaboração e acompanhamento de um plano alimentar alinhado com as necessidades do indivíduo apresenta dois problemas importantes: 1) a obtenção de dados biométricos, hábitos alimentares e os consumos energéticos, para a criação do plano alimentar, e 2) o acompanhamento da execução e a adaptação dinâmica do plano alimentar.

A nutrição desportiva é uma das áreas mais complexas da nutrição, uma vez que requer a observação de um conjunto de métricas bastante abrangente, englobando os aspetos físicos do atleta, a sua atividade física e os seus hábitos alimentares. A utilização de dispositivos de medição para determinados parâmetros da atividade física representa uma prática comum dos atletas. A integração dos dados recolhidos automaticamente por esses dispositivos com outros dados não observáveis diretamente, como é o caso dos hábitos alimentares e das métricas subjetivas, são uma vertente da complexidade da criação de um registo global que possa ser utilizado pelo nutricionista durante a elaboração do plano alimentar. Também, numa fase posterior à da elaboração do plano alimentar, poderá surgir a necessidade de o adaptar. Por exemplo, as variações de temperatura ou de intensidade física podem implicar alterações momentâneas das necessidades energéticas ou de hidratação de um indivíduo. Em tais situações, os dados recolhidos pelos dispositivos poderiam ser usados para ajustar dinamicamente o plano e enviar alertas, informando o desportista da necessidade de ingerir alimentos ou água no momento certo.

Os objetivos deste projeto incluem a criação de a) uma aplicação Web em que o nutricionista possa registar e acompanhar planos alimentares e b) uma aplicação móvel destinada aos desportistas, que possa recolher dados fornecidos pelos dispositivos inteligentes ou introduzidos manualmente, e onde se possa consultar o plano alimentar e receber notificações. Em termos científicos, o projeto contempla a criação de modelos inovadores de adaptação de planos alimentares recorrendo a algoritmos de machine learning e a abordagens de integração, pré-processamento e avaliação da qualidade dos dados recolhidos pelos dispositivos externos.

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