Assistive [wayfinding] design and technology. Development of a wearable haptic-feedback navigational assistance for elderly with dementia

In today’s new media age, there are constant discoveries in the field of design and technology. While this is indeed an expedient progress, rarely is the attention given on the debilitated multitude. Anyone is likely to undergo functional limitations at some time in our life, due to biological and non-biological causes. Discounting the mortality factor, the most common ban is ageing. Aside from physical and sensory changes, age is typically affiliated with the decline of cognitive function. This increases the inclination for elderly to suffer from Alzheimer disease or dementia. Demographic trends on the constant grow of ageing population and dementia cases is a worrying depiction , as the disease induces destructive implications to both patients’ life and everybody around them. One of the most obvious deficits that we highlight in this study is on their wayfinding/navigation problem. The decline in spatial navigation skill is interrelated with the mobility, autonomy, caregiving burden and eventually institutionalization. In providing better or optional acquisitions, designers should contemplate the inadequacies of a specific design, so that the decisions for preponderance do not disregard individual’s abilities and disabilities, as the non-inclusive designs worsen their limitations. Hence, from the viewpoint of design and technology, the study aims to understand the decline of wayfinding ability in elderly with dementia in order to find the possible ways to assist or improve it. The theoretical construct was fortified with series of literature reviews on: (1) the stressed issues on mobility-related disabilities and (2) related works on wayfinding strategies, assistive and wearable technologies. Discoveries from the theoretical requirements initiated the design project as an intervention to alleviate the difficulties of elderly with dementia during the outdoor wayfinding, grounded on User-Centered Design and Inclusive Design philosophies. Unlike common approach of using visual and audio interactions as conventional navigation systems the proposed innovative elements in the concept are: (1) the integration of haptic signals, and (2) the wearability aspect. The design project went through three main phases of developments with each phase featuring its individual strategy of assessments: (1) a survey aimed to investigate the perception and acceptance of dementia experts and caregivers towards the proposed design concept, (2) a usability test with target users (subjects in diverse dementia severity) aimed to evaluate the utility of the first developed device prototype, and (3) second usability test with the target users from different groups, focusing on the wearability aspect of the prototype’s refined version. Collective results demonstrate that the straightforward–yet-intuitive plus wearable features of the device are appreciated, and in some way augment the sensing of haptic signals. This suggests that haptic stimulus can be a useful form of navigational signal. However, user familiarization is highly essential and influences the success of the intervention. Improving the wayfinding ability is about prolonging mobility, preserving the performance of daily activities, and ultimately leading a good quality of life which is an important survival factor for the patients. In a broader view, the study caters to the critical issues by means of developing the design project that is utilized as a platform to validate the hypotheses and research questions emerging from the intensive analyses of previous works. Despite the disclosures of promising findings from the theoretical constructs until the series of evaluations, comprehensive analysis of market research and planning are also essential before this intervention could be commercially implemented. The study encourages further interdisciplinary researches that merge the investigations on related topics such as disability, health and aging, while from the design and technological perspective, design for disability, assistive technology and wearable technology themes are looked up so that the beneficial outcomes of interventions are extendable to wider and diverse applications.

Ai nostri giorni, emergono continue scoperte nel campo del design e della tecnologia. Mentre ciò rappresenta un grande progresso per la maggioranza della popolazione, raramente l'attenzione è focalizzata verso le persone con disabilità. Chiunque, durante la propria vita, può incorrere in limitazioni funzionali sia per cause biologiche che non biologiche. Analizzando i fattori di mortalità, il più comune è l’invecchiamento. Oltre a cambiamenti fisici e sensoriali, l’avanzare dell'età è in genere associato al declino della funzione cognitiva. Questo aumenta la possibilità per gli anziani di sviluppare il morbo di Alzheimer o più in generale varie tipologie di demenza. Il costante invecchiamento della popolazione e l’aumento dei casi di demenza delineano un quadro preoccupante, in quanto la malattia comporta implicazioni distruttive per la vita del paziente e di tutti coloro che lo circondano. Uno dei deficit più evidenti che il ricercatore ha evidenziato in questo studio sono le difficoltà che si incontrano nella navigazione (o wayfinding). La diminuzione delle capacità di orientarsi nello spazio sono direttamente correlate con la mobilità, l'autonomia, la necessità di cure da parte dei caregiver e, infine, l'istituzionalizzazione degli anziani. Nel proporre strumenti o soluzioni migliori e alternative, i progettisti dovrebbero tenere conto delle abilità e delle disabilità dei singoli individui, per evitare di proporre soluzioni non inclusive che ne limitano l’efficacia. Quindi, dal punto di vista del design e della tecnologia, lo studio mira a comprendere il declino della capacità di orientamento negli anziani con demenza al fine di trovare i possibili modi per assisterli o migliorarne queste capacità compromesse. Il framework teorico è supportato da un’attenta analisi della letteratura su: (1) le problematiche legate a compromissioni della mobilità dovute a deficit cognitivi (2) studi sulle strategie di supporto all’orientamento e nel campo delle wearable technologies. Il quadro delineato nei requisiti teorici della ricerca ha fatto si che il progetto di design sia iniziato come un intervento per alleviare le difficoltà degli anziani con demenza ad orientarsi nel contest urbano, basato su un approccio User-Centered e Inclusivo. A differenza degli interventi già realizzati che utilizzano interazioni visive e uditive come sistemi di navigazione convenzionali, gli elementi innovativi proposti nel progetto sono: (1) l'integrazione dei segnali tattili, e (2) l'aspetto della vestibilità. Lo sviluppo del progetto ha attraversato tre fasi principali di sviluppo, ognuna con una specifica strategia di valutazione: (1) un sondaggio proposto a operatori sanitari e geriatri volto a indagare la percezione e l'accettazione del design proposto, (2) un test di usabilità con dei potenziali pazienti (soggetti con diverso grado di demenza) volti a valutare l'utilità del primo prototipo del dispositivo sviluppato, e (3) secondo test di usabilità con i pazienti, con particolare attenzione verso l'aspetto della vestibilità ed effettuato tramite una seconda versione del prototipo. I risultati ottenuti dimostrano che il funzionamento semplice e al tempo stesso intuitivo, associato all’indossabilità del dispositivo, sono stati apprezzati. Nello specifico, questa peculiarità ha in qualche modo aumentato la percezione dei segnali tattili. Ciò suggerisce che lo stimolo tattile può essere considerate un segnale utile al fine di supportare le capacità di navigazione nelle persone con demenza. Tuttavia, la familiarizzazione dell’utente con il dispositivo ne influenza l’efficacia. Migliorare le capacità di orientamento può prolungare la mobilità, preservando lo svolgimento delle attività quotidiane, e in ultima analisi, aumentare la qualità della vita, che è un importante fattore di sopravvivenza per i pazienti. In una visione più ampia, lo studio affronta le criticità mediante lo sviluppo di un progetto di design che è stato utilizzato come uno strumento attraverso cui convalidare le ipotesi e le domande della ricerca che sono emerse a seguito dell’analisi di studi precedenti. Nonostante i risultati promettenti provenienti dall’analisi teorica e dai successivi test di valutazione, un'analisi completa delle inerenti ricerche di mercato risulta essenziale affinché questo strumento possa essere commercializzato. Lo studio incoraggia ulteriori ricerche interdisciplinari che indaghino argomenti correlati quali la disabilità, la salute e l'invecchiamento, mentre dal punto di vista del design e delle tecnologie, il design per le disabilità, le “ assistive technologies” e le “wearable technologies” in modo che i risultati possano essere estesi ad applicazioni più ampie e diversificate.