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Publication
A spatial augmented reality-based biofeedback platform for fitness assessment and intervention in older adults
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 3.66 MB | Adobe PDF |
Abstract(s)
In most countries around the world, the population of older adults exceeds
that of younger individuals. The ageing population has become a global
challenge and is causing an increase in chronic diseases and associated
health problems. This age group has been associated with conditions such
as reduced mobility, prolonged hospitalisations, elevated morbidity rates,
and an increased incidence of falls. A sedentary lifestyle has been correlated
with numerous health conditions, making it essential to promote innovative
health and fitness programs that encourage physical activity. According to
the American College of Sports Medicine (ACSM), individuals should engage
in 30 minutes of moderate exercise, five days a week, or 20 minutes of
vigorous exercise, three times a week. The rapid growth of Information
and Communication Technology (ICT) tools has led to a decrease in physical
activity, contributing to various health and fitness issues. Balance
assessment tools are used to evaluate postural movements, the risk of falls,
and balance impairments. Using virtual reality (VR) technology in
conjunction with balanced assessment tools may enhance the ecological
validity of the instruments, increase performance and standardisation, and
reduce administration time. Moreover, combining immersive virtual reality
(IVR) with physical exercise, or exergames, enhances motivation and
personalises training, effectively preventing falls by improving strength and
balance in older adults. While many exergames and simulation applications
have been introduced to help people engage in physical activity, limitations
exist in user interest, consistency, achievement, and technology,
particularly when targeting older adults and populations with specific
deficits. Exergames often lack adaptability to individual fitness profiles and
high-fidelity immersive virtual environments.
To address these limitations, we have created and validated a biofeedback based spatial augmented reality platform that assesses physical and
physiological fitness, as well as balance, in older adults through targeted
interventions designed to promote wellness and reduce the risk of falls.
Target heart rates are evaluated according to ACSM recommendations. The
platform also offers simulations of diverse environments and fitness
opportunities tailored to meet the specific needs of various populations. We
have implemented standard fitness procedures in a virtual environment to
assess lower-body strength and cardiorespiratory endurance in older
adults.
Na maioria dos países do mundo, a população idosa excede a dos indivíduos mais jovens. O envelhecimento da população tornou-se um problema global desafio e está a provocar um aumento de doenças crónicas e problemas de saúde associados. Esta faixa etária tem sido associada a condições como a mobilidade reduzida, hospitalizações prolongadas, taxas elevadas de morbilidade e maior incidência de quedas. Um estilo de vida sedentário tem sido relacionado com inúmeras condições de saúde, tornando-se essencial promover programas inovadores de saúde e fitness que incentivem a atividade física. De acordo com o Colégio Americano de Medicina Desportiva (ACSM), os indivíduos devem praticar 30 minutos de exercício moderado cinco dias por semana ou 20 minutos de exercício vigoroso três vezes por semana. O rápido crescimento das ferramentas de Tecnologia de Informação e Comunicação (TIC) levou à diminuição da atividade física, contribuindo para vários problemas de saúde e de fitness. As ferramentas de avaliação do equilíbrio são utilizadas para avaliar os movimentos posturais, o risco de quedas e os problemas de equilíbrio. A utilização da tecnologia de realidade virtual (RV) com ferramentas de avaliação equilibradas pode melhorar a validade ecológica dos instrumentos, aumentar o desempenho e a padronização e reduzir o tempo de administração. Além disso, a combinação da realidade virtual imersiva (URA) com o exercício físico, ou exergames, aumenta a motivação e personaliza o treino, prevenindo as quedas de forma eficaz ao melhorar a força e o equilíbrio nos adultos mais velhos. Embora tenham sido introduzidos muitos exergames e aplicações de simulação para ajudar as pessoas a praticar atividades físicas, existem limitações no interesse do utilizador, na consistência, na realização e na tecnologia, particularmente quando dirigidas a adultos mais velhos e a populações com deficiências específicas. Os exergames não têm, muitas vezes, capacidade de adaptação a perfis de fitness individuais nem a ambientes virtuais imersivos de alta-fidelidade. Para abordar estas limitações, criámos e validámos uma plataforma de realidade aumentada espacial baseada em biofeedback que avalia a aptidão física e fisiológica, bem como o equilíbrio, em adultos mais velhos através de intervenções direcionadas, concebidas para promover o bem-estar e reduzir o risco de quedas. As frequências cardíacas alvo são avaliadas de acordo com as recomendações do ACSM. A plataforma oferece ainda simulações de diversos ambientes e oportunidades de fitness adaptadas para atender às necessidades específicas de diversas populações. Implementámos procedimentos de fitness padrão num ambiente virtual para avaliar a força da parte inferior do corpo e a resistência cardiorrespiratória em adultos mais velhos.
Na maioria dos países do mundo, a população idosa excede a dos indivíduos mais jovens. O envelhecimento da população tornou-se um problema global desafio e está a provocar um aumento de doenças crónicas e problemas de saúde associados. Esta faixa etária tem sido associada a condições como a mobilidade reduzida, hospitalizações prolongadas, taxas elevadas de morbilidade e maior incidência de quedas. Um estilo de vida sedentário tem sido relacionado com inúmeras condições de saúde, tornando-se essencial promover programas inovadores de saúde e fitness que incentivem a atividade física. De acordo com o Colégio Americano de Medicina Desportiva (ACSM), os indivíduos devem praticar 30 minutos de exercício moderado cinco dias por semana ou 20 minutos de exercício vigoroso três vezes por semana. O rápido crescimento das ferramentas de Tecnologia de Informação e Comunicação (TIC) levou à diminuição da atividade física, contribuindo para vários problemas de saúde e de fitness. As ferramentas de avaliação do equilíbrio são utilizadas para avaliar os movimentos posturais, o risco de quedas e os problemas de equilíbrio. A utilização da tecnologia de realidade virtual (RV) com ferramentas de avaliação equilibradas pode melhorar a validade ecológica dos instrumentos, aumentar o desempenho e a padronização e reduzir o tempo de administração. Além disso, a combinação da realidade virtual imersiva (URA) com o exercício físico, ou exergames, aumenta a motivação e personaliza o treino, prevenindo as quedas de forma eficaz ao melhorar a força e o equilíbrio nos adultos mais velhos. Embora tenham sido introduzidos muitos exergames e aplicações de simulação para ajudar as pessoas a praticar atividades físicas, existem limitações no interesse do utilizador, na consistência, na realização e na tecnologia, particularmente quando dirigidas a adultos mais velhos e a populações com deficiências específicas. Os exergames não têm, muitas vezes, capacidade de adaptação a perfis de fitness individuais nem a ambientes virtuais imersivos de alta-fidelidade. Para abordar estas limitações, criámos e validámos uma plataforma de realidade aumentada espacial baseada em biofeedback que avalia a aptidão física e fisiológica, bem como o equilíbrio, em adultos mais velhos através de intervenções direcionadas, concebidas para promover o bem-estar e reduzir o risco de quedas. As frequências cardíacas alvo são avaliadas de acordo com as recomendações do ACSM. A plataforma oferece ainda simulações de diversos ambientes e oportunidades de fitness adaptadas para atender às necessidades específicas de diversas populações. Implementámos procedimentos de fitness padrão num ambiente virtual para avaliar a força da parte inferior do corpo e a resistência cardiorrespiratória em adultos mais velhos.
Description
Keywords
Biofeedback platform for fitness assessment Fitness assessment Older adults Spatial augmented reality Plataforma de realidade aumentada Avaliação da aptidão física Aptidão física Idosos Informatics Egineering specialization: Software Engineering . Faculdade de Ciências Exatas e da Engenharia