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A Microservices e-Health System for Ecological Frailty Assessment using Wearables

The population in developed countries is aging and this fact results in high elderly health costs, as well as a decrease in the number of active working members to support these costs. This could lead to a collapse of the current systems. One of the first insights of the decline in elderly people is frailty, which could be decelerated if it is detected at an early stage. Nowadays, health professionals measure frailty manually through questionnaires and tests of strength or gait focused on the physical dimension. Sensors are increasingly used to measure and monitor different e-health indicators while the user is performing Basic Activities of Daily Life (BADL). In this paper, we present a system based on microservices architecture, which collects sensory data while the older adults perform Instrumental ADLs (IADLs) in combination with BADLs. IADLs involve physical dimension, but also cognitive and social dimensions. With the sensory data we built a machine learning model to assess frailty status which outperforms the previous works that only used BADLs. Our model is accurate, ecological, non-intrusive, flexible and can help health professionals to automatically detect frailty.

Modelling Digital Avatars: A Tuple Space Approach

The development of the Internet of Things (IoT) came with the manufacturing of a huge amount of smart things equipped with sensors for making them aware of their environment, and with network connection for allowing remote interaction with them. However, most smart things still lack enough autonomy and context-awareness, hindering them from being people-friendly and actually useful for their users’ everyday tasks. IoT devices should take advantage of their sensors and smartness to react automatically to the needs of their users and to provide seamless interactions with them. Within this field, the authors work on the design of Digital Avatars, a mobile computing framework for dynamically programming interactions among smart devices. The framework is based on the virtual profile of the user, which is inferred, stored, and shared by their smartphone. The profile provides a personalized context for running scripts for the interaction with IoT devices. This way, smartphones become a digital avatar of the user, capable of acting as a personal and seamless interface with their IoT environment. In this work, we present a formalization of Digital Avatars by means of a Linda-based approach with multiple shared tuple spaces. By means of a case study, we show how properties of the systems can be proved, and we briefly describe an implementation of both the Digital Avatars framework and the case study.

Una Propuesta para el Descubrimiento de Dispositivos de la Web of Things

El Internet de las Cosas (IoT) est+AOE formado por un conjunto de dispositivos heterogéneos, dispositivos con características similares que pueden tener un funcionamiento diferente al ser de distintos fabricantes. La Web de las Cosas (WoT) surgi+APM para solucionar el problema de interoperabilidad entre dispositivos y para facilitar el acceso a través de una capa de abstracción basada en tecnologías web. Independientemente de la tecnología utilizada por los dispositivos, la WoT permite a los desarrolladores crear aplicaciones sin necesidad de comprender el funcionamiento interno de cada dispositivo. Para solucionar el problema de interoperabilidad, la WoT propone el uso de la Thing Description (TD), un documento que describe el dispositivo a partir de sus capacidades de interacción. Para la gestión de los dispositivos, es necesario disponer de un mecanismo para registrar y consultar fácilmente las TD. En este artículo, presentamos un modelo de descubrimiento para la WoT con un comportamiento proactivo (buscando en la red dispositivos IoT definidos por una TD) y reactivo (registrando los dispositivos IoT mediante agentes externos, o por petición de los propios dispositivos).

Hacia entornos IoT proactivos adaptados al usuario

El Internet de las Cosas (IoT) integra billones de dispositivos inteligentes en sistemas multidisciplinares. La calidad de vida de las personas aumenta con su adquisición, pero el tiempo dedicado a gestión manual también aumenta drásticamente. Sistemas inteligentes y asistentes de voz se están abriendo paso para abordar este problema, aunque limitados en su capacidad de gestión. Este artículo propone un proceso para lograr sistemas personalizados que gestionan diferentes conjuntos de dispositivos IoT de forma automática.

Un lenguaje para definir componentes WoT basados en microservicios

Al trabajar con dispositivos IoT o sistemas ciberfísicos, estos son expuestos por múltiples protocolos diferentes. Su gestión y manejo provocan problemas de usabilidad e integración. Para paliar estos problemas necesitamos encontrar una solución capaz de facilitar la comunicación entre diferentes plataformas y dispositivos. La Web of Things (WoT) propone una serie de interfaces y patrones de interacción entre distintas +ACI-cosas+ACI, as+AO0 como estrategias de implementación. Los componentes software que implementan parte de la especificación establecida por la WoT son lo que se conocen como WoT servients. En el artículo se presenta un lenguaje para la definición de Digital Dices. Un Digital Dice es un WoT servient basado en microservicios inspirado en el concepto de Digital Twin que representa de manera abstracta un dispositivo físico para poder gestionarlo aplicando protocolos y tecnologías web.

Una Arquitectura Orientada a Microservicios y Dirigida por Eventos para el Desarrollo de Sistemas de eSalud Avanzados: Caso de Evaluación de Fragilidad en Mayores

En el presente trabajo se presenta una propuesta tecnológica para eSalud de una arquitectura basada en microservicios, que pueden ser desplegados en dispositivos móviles, wearables y cloud, para evaluar el riesgo de fragilidad de las personas mayores. Dicha propuesta es extensible a otros dominios de problemas del Internet of Things (IoT) dentro del ámbito de la eSalud ya que el patrón de diseño de arquitecturas basadas en microservicios contribuye al desarrollo de sistemas informáticos desacoplados y extensibles. Además, el protocolo Message Queue Telemetry Transport (MQTT) utilizado en IoT favorece el bajo consumo y la no sobrecarga de la red, por lo que incorporar nuevos dispositivos wearables al sistema para recolectar datos de sus sensores se realizaría con poco esfuerzo.

Una arquitectura de microservicios para componentes digitales en la Web de las Cosas

La comunicación entre dispositivos del Internet de las Cosas (IoT) es muy heterogénea y esto provoca que surjan problemas de interoperabilidad e integración entre dispositivos o plataformas. Además, debido al bajo poder de computación de estos dispositivos, es común encontrar cuellos de botella en la comunicación con los mismos.Para solucionar estos problemas, proponemos una arquitectura de microservicios para la gestión de lo que hemos denominado Digital Dices (DD). Los DD son una representación virtual de dispositivos IoT análoga al concepto de Digital Twin, pero incorporando un conjunto de nuevas características que mejoran la gestión de los dispositivos físicos. Los DD pretenden dar solución al problema de la interoperabilidad y el escalado de dispositivos IoT mediante una aproximación holística. Estos elementos proporcionarán una solución que permita la gestión de eventos y un control de entrada/salida utilizando tecnologías web. Por último, pretendemos hacerlos compatibles con los estándares de la Web de las Cosas (WoT) y prepararlos para que formen parte de un sistema Open Data.

A Data-Interoperability Aware Software Architecture

Making heterogeneous data sources homogeneous manually and off-line can become a high time-consuming task. This paper presents a software architecture that extends the standardized-based architectures for heterogeneous sensors with components to also support devices and data that are not compliant with standards. The defined architecture is based on Internet of Things (IoT) layered architectures that establish perception, network, middleware, application, and business as main layers. To define the architecture, an architectural framework was used; this framework supports the identification of non-compliant data, providing then a different processing path. This proposed architecture covers a wide spectrum of data interoperability addressing the IoT challenge of «Interoperability and Standardization». The implemented solution proved that the processing time between data acquisition and the feeding of analysis algorithms can be reduced from 100% to approximately to 1% with systems based on the proposed architecture compared with those that manage data manually and off-line.

Propuesta de una Arquitectura de Dispositivos como Servicios con Procesamiento de Eventos

Internet de las Cosas representa un paradigma en el que los objetos que nos rodean están interconectados. En esta visión, existen problemas como la detección de dispositivos heterogéneos, la inexistencia de estándares para interoperar con los dispositivos, o la eficiencia en la obtención de la información. Para la detección e interacción, existen estándares e iniciativas que exponen los dispositivos y las cosas como servicios, siguiendo un enfoque de arquitecturas orientadas a servicios. Para procesar la información generada, además del análisis de datos, es fundamental reaccionar ante cambios en los dispositivos, estableciendo pautas de comportamiento. Las técnicas de procesamiento de eventos complejos junto con las arquitecturas dirigidas por eventos permiten dise˜nar sistemas reactivos y desacoplados, analizando los cambios en el entorno y adaptando su comportamiento en base a patrones de eventos. Actualmente, la mayoría de las soluciones que permiten interactuar con dispositivos heterogéneos son complejas y requieren conocimiento avanzado. En este trabajo, proponemos una arquitectura de dispositivos orientada a servicios y dirigida por eventos, exponiendo los dispositivos como servicios para unificar su manejo, que interactúan con el entorno mediante eventos que son procesados, y dotando al ecosistema de la capacidad de comportarse de forma autónoma y reactiva.

IoT Compositions by and for the Crowd

JCIS_2015_submission_10The Internet of Things (IoT) offers a new eco-system of heterogeneous and distributed services that is available anytime and anywhere and that can be potentially accessed by any properly connected device. However, these available services are usually consumed in isolation, missing the potential that their combined usage can bring as new added-value services. In addition, the massive end-user adoption and usage of smartphones together with their powerful capabilities turn this type of devices into a promising platform to develop and execute these added-value services compositions. Moreover, end-users are nowadays getting more and more familiar with technology, fact that allows them to participate more actively in the development of new types of applications. However, this will not happen until we provide end-users with more powerful and easy-to-use tools. To this end, this paper presents an architectural solution to allow end-users building IoT services compositions by just focusing on domain-logic issues.