Human Augmen1cs for Sustained Wellbeing Jason Leigh - - PowerPoint PPT Presentation

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Human ¡Augmen1cs ¡for ¡ Sustained ¡Wellbeing ¡

Jason ¡Leigh ¡

Professor ¡ ¡Computer ¡Science ¡ ¡ Director ¡ Electronic ¡Visualiza1on ¡Laboratory ¡ University ¡of ¡Illinois ¡at ¡Chicago ¡

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Electronic ¡Visualiza1on ¡Laboratory ¡

• Established ¡in ¡1973 ¡
• 10 ¡full-­‑1me ¡staff ¡
• Currently ¡17 ¡funded ¡grad ¡

students, ¡10 ¡undergrads ¡

• Interdisciplinary ¡CS, ¡Art, ¡

Biomedical, ¡Psychology, ¡ Communica1ons ¡Depts ¡ working ¡in ¡partnership ¡with ¡ universi1es, ¡research ¡labs, ¡ non-­‑profit ¡orgs ¡and ¡industry. ¡

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Display ¡Instruments ¡and ¡SoRware ¡for ¡Scien1fic, ¡ Engineering ¡and ¡Medical ¡Data ¡Visualiza1on ¡

CAVE ¡(1992) ¡ GeoWall ¡(2001) ¡ OmegaDesk ¡(2010) ¡ SAGE ¡OptIPortals ¡(2003 ¡– ¡present) ¡

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TM

Whole ¡Brain ¡Vasculature ¡ ReconstrucGon ¡ Tom ¡Marrinan ¡ Ian ¡Gould ¡ Chih-­‑Yang ¡Hsu ¡ Andreas ¡Linninger ¡ CAVE2 ¡(2012) ¡ ¡

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High ¡Performance ¡ Global ¡Networking ¡Infrastructure ¡

Global ¡Lambda ¡Integrated ¡Facility ¡ www.glif.is ¡

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Human ¡Augmen1cs ¡

• Technologies ¡for ¡expanding ¡the ¡capabili1es, ¡and ¡

characteris1cs ¡of ¡humans. ¡

• Spectrum ¡from ¡Perfectly ¡Healthy ¡to ¡Fully ¡Disabled. ¡
• Earliest ¡progenitor ¡is ¡in ¡front ¡of ¡your ¡face: ¡
• Improve ¡human ¡sensory, ¡cogni1ve, ¡physical ¡abili1es ¡

through ¡advances ¡in ¡technology. ¡

Oscar ¡Pistorius ¡ Google ¡Glasses ¡ Cyberdyne ¡Exoskeleton ¡

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3 ¡Tenets ¡of ¡Human ¡Augmen1cs ¡

• 1. It ¡must ¡be ¡based ¡on ¡an ¡understanding ¡of ¡

human ¡sensory, ¡cogni1ve ¡& ¡physical ¡ limita1ons, ¡so ¡that ¡augmenta1ons ¡are ¡ applied ¡appropriately, ¡ethically, ¡

• responsibly. ¡
• 2. Exponen1al ¡advances ¡in ¡technology ¡is ¡a ¡

key ¡enabler. ¡

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3rd ¡Tenet ¡of ¡Human ¡Augmen1cs: ¡

The ¡human, ¡augmen1cs, ¡environment, ¡Cloud ¡ecosystem ¡is ¡ necessary ¡for ¡con1nual ¡evolu1on. ¡

Human ¡ AugmenGcs ¡ Device(s) ¡ The ¡Cloud ¡ The ¡Local ¡ Environment ¡ Other ¡ Augmented ¡ Humans ¡

Human ¡ receives ¡ augmenta1on ¡ Data ¡transmi^ed ¡ & ¡received ¡ from ¡Cloud ¡

The ¡Global ¡ Environment ¡

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Audio ¡Dila1on ¡

• Team: ¡Jason ¡Leigh ¡(CS), ¡Robert ¡Kenyon ¡(CS), ¡

Valeriy ¡Shafiro ¡(Rush ¡Medical ¡Center) ¡

• Audio ¡Dila1on ¡-­‑ ¡ ¡to ¡develop ¡a ¡wearable ¡

earpiece ¡that ¡inten1onally ¡slows ¡down ¡audio ¡ from ¡speech. ¡

• E.g. ¡Applica1ons: ¡

– Enable ¡cogni1vely ¡or ¡hearing ¡impaired ¡listener ¡to ¡ improve ¡comprehension ¡of ¡speech. ¡ – Aid ¡the ¡understanding ¡of ¡foreign ¡language ¡dialog. ¡

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Spider ¡Sense ¡

• Spider ¡Sense ¡– ¡wearable ¡

extrasensory ¡predic1on ¡device ¡ that ¡uses ¡real-­‑1me ¡data ¡ gathered ¡in ¡a ¡Cloud ¡to ¡predict ¡ and ¡alert ¡the ¡user ¡of ¡a ¡poten1al ¡ problem ¡before ¡it ¡occurs. ¡

• Examining ¡a ¡variety ¡of ¡

modali1es ¡to ¡convey ¡alerts ¡in ¡a ¡ naturalis1c ¡way-­‑ ¡tac1le, ¡visual ¡ and ¡auditory ¡alerts. ¡

Ninja ¡Vision ¡

!

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Asthma ¡Medica1on ¡Adherence ¡

• Team: ¡

– Jason ¡Leigh ¡(CS), ¡Bob ¡Kenyon ¡(CS), ¡Steve ¡Jones ¡(Communica1ons), ¡ Stellan ¡Ohlsson ¡(Psychology). ¡ – Giselle ¡Mosnaim ¡(Rush ¡Medical ¡Center). ¡

• Problem: ¡

– Illinois ¡Medical ¡District ¡serves ¡dispropor1onately ¡high ¡number ¡of ¡low-­‑ income ¡and ¡disadvantaged ¡minority ¡pa1ents. ¡ – Alarming ¡rates ¡of ¡emergency ¡room ¡visits ¡& ¡hospitaliza1ons ¡for ¡acute ¡ asthma ¡in ¡urban ¡African-­‑American ¡adolescents. ¡ – Black ¡children ¡>3X ¡to ¡be ¡hospitalized, ¡and ¡>4X ¡likely ¡to ¡die ¡from ¡ asthma ¡than ¡white ¡children. ¡ – Regular ¡use ¡of ¡cor1costeroid ¡inhalers ¡can ¡significantly ¡mi1gate ¡the ¡ problem-­‑ ¡but ¡adherence ¡(as ¡low ¡as ¡18-­‑39%) ¡is ¡poor ¡because ¡of ¡lack ¡of ¡

• bvious/immediate ¡effect. ¡

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Controller ¡ MedicaGon ¡ Emergency ¡ Inhaler ¡ Bluetooth ¡& ¡ GPS ¡equipped ¡ dose ¡logger ¡ Smart ¡ phone ¡ Coping ¡Peers ¡ Health ¡Cloud ¡ Bluetooth ¡ equipped ¡Peak ¡ Flow ¡meter ¡ Na1onal ¡Allergy ¡ Bureau ¡

Allergen ¡Data ¡

Environmental ¡ Protec1on ¡Agency ¡

Pollu1on ¡Data ¡

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Electronic ¡Doser ¡

V1 ¡ V2 ¡ V1 ¡ V1 ¡ Bluetooth, ¡ Clock, ¡SD ¡Card ¡ Storage ¡

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Applying ¡HA ¡to ¡Asthma ¡Adherence ¡

• Tenet ¡1 ¡(Understanding ¡Human ¡Limita1ons) ¡

– Primary ¡problem ¡is ¡behavioral. ¡ – Captology ¡and ¡Social ¡Cogni1ve ¡Theory. ¡

• Tenet ¡2 ¡(Advanced ¡Technology ¡Adop1on) ¡

– Electronic ¡dosers ¡and ¡Smartphones. ¡

• Tenet ¡3 ¡(Shared ¡Intelligence ¡& ¡Social ¡

Networking) ¡

– Data ¡gathered ¡in ¡the ¡Cloud ¡to ¡enable ¡users ¡to ¡help ¡ each ¡other, ¡and ¡to ¡help ¡clinicians. ¡

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Tenet ¡1 ¡ (Understanding ¡Human ¡Limita1ons) ¡

• Captology-­‑ ¡Captology ¡is ¡the ¡study ¡of ¡computers ¡as ¡

persuasive ¡technologies. ¡(B ¡J ¡Fogg-­‑ ¡Stanford) ¡

• Captology ¡argues ¡that ¡for ¡technology ¡to ¡be ¡successful ¡

in ¡changing ¡behavior, ¡it ¡must ¡provide: ¡ ¡

– The ¡right ¡trigger ¡ – Ability ¡to ¡easily ¡act ¡on ¡the ¡trigger ¡ – Mo1va1on ¡

• Social ¡Cogni1ve ¡Theory ¡adds ¡that ¡Coping ¡Peers ¡and ¡Self ¡

Efficacy ¡are ¡important. ¡

– Coping ¡peers-­‑ ¡someone ¡in ¡the ¡same ¡situa1on ¡ – Self-­‑Efficacy-­‑ ¡having ¡the ¡confidence ¡that ¡they ¡can ¡do ¡this ¡

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Smartphone ¡App ¡

MTACS ¡ MTACS ¡ MTACS ¡

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An ¡Emerging ¡Area… ¡

• Human ¡Augmen1cs ¡Course ¡

– h^p://jasonleigh.me/class/cs594 ¡

• Augmented ¡Human ¡Conference ¡

– h^p://www.augmented-­‑human.com ¡

• 1st ¡IEEE ¡EMBS ¡(Biomedical ¡and ¡Health ¡

Informa1cs) ¡workshop ¡on ¡Wearable ¡& ¡Ubiquitous ¡ Technology ¡for ¡Health ¡& ¡Wellness ¡

– h^p://embc2011.embs.org/unconference/program ¡

• Singularity ¡Ins1tute ¡for ¡Ar1ficial ¡Intelligence ¡

– h^p://singinst.org ¡

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Thank ¡You ¡

• augmen1cs.org ¡
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• jasonleigh.me ¡