Designing a database with an iterative approach : the City4Age project

City4Age is a European project funded by the Horizon2020 research and innovation programme. This project is carried out by a multidisciplinary and international consortium composed of both universities and industrial partners. Politecnico di Milano coordinates the project. The goal of City4Age is to enhance the early detection of risk related to frailty and Mild Cognitive Impairments (MCI) and to provide personalized intervention to help elderly improving their life. City4Age is divided into different components; the Intervention component is the one in which this work has been developed. The goal of the Intervention component is to help elderly people to change their behavior; this goal is reached through the usage of personalized messages sent using a communication channel which the elderly can appreciate and most importantly come to trust. To support the Intervention component, an information system has to be developed. This thesis proposes the design and development of the database supporting the Intervention system in all of its phases. Due to the lack of precise and defined requirements and the uncertainty on how to create the Intervention component a process had to be developed to start designing the database under these conditions. The proposed process parallelizes the design and implementation phase with the requirement gathering phase eliminating the concept of requirement freeze; nonetheless, this concept coincides with the conclusion of the implementation of the database. The process exploits two techniques to gather requirements, the brainstorming one and an advanced prototyping one, in which the prototype is the actual implementation. The final results of this work are a database that can support all the phases of the Intervention, a set of APIs that has been developed to hide the database to all the components and to have standardized, secure communication with the database. Furthermore, an interface to allow the import/export of data to/from the database also for non-technical people has been implemented. The system developed in this thesis has been used in the test phase carried out in the pilot city of Lecce with good results, that led to the extension of the test phase also to other two pilot cities, Athens and Birmingham, that are now using the system created in this thesis.

City4Age è un progetto europeo finanziato da Horizon2020, un programma di ricerca e innovazione dell'Unione Europea. Il progetto è coordinato dal Politecnico di Milano e condotto da un consorzio multidisciplinare e internazionale composto da università e partners industriali. L'obiettivo di City4Age è di anticipare la scoperta dei rischi collegati alla fragilità e al disturbo neuro cognitivo minore (MCI), e, allo stesso tempo, fornire un intervento personalizzato che permetta agli anziani di migliorare il loro stile di vita. City4Age è suddiviso in diversi componenti, tra questi c'è il componente Intervention, all'interno del quale questo lavoro è stato sviluppato. L'obiettivo di questo specifico componente è quello di aiutare gli anziani a cambiare il loro comportamento in meglio. Tale obiettivo è raggiunto attraverso l'utilizzo di messaggi personalizzati che vengono inviati all'anziano tramite un canale di comunicazione costruito in modo che l'anziano possa apprezzare queste comunicazioni e arrivare a fidarsi del canale comunicativo. Per supportare il componente di Intervention è stato necessario lo sviluppo di un sistema informatico. Questa tesi propone il design e l'implementazione di un database per supportare il sistema di Intervention in tutte le sue fasi. A causa della mancanza di requisiti definiti e precisi, ma anche dell'incertezza su come creare il componente di Intervention per mettere in atto la comunicazione, si è resa necessaria la definizione di un processo che permettesse di iniziare il design del database sotto queste condizioni. Il processo che viene proposto parallelizza le fasi di design e implementazione, e quella di raccolta dei requisiti eliminando il concetto di requirement freeze. Questo processo sfrutta due diverse tecniche di raccolta dei requisiti, la tecnica del brainstorming e una tecnica avanzata di prototyping, dove il prototipo è la stessa implementazione. Il risultato finale di questo lavoro è un database che puó supportare l'Intervention in tutte le sue fasi, insieme a un set di APIs sviluppato per mascherare il database ai diversi componenti che lo utilizzano ottenendo così una comunicazione più sicura e standard. In aggiunta a questo, un'interfaccia per eseguire l'import/export di dati nel database è stata creata, permettendo anche a persone non familiari nell'uso dei database di eseguire queste operazioni. Il sistema sviluppato in questa tesi è stato utilizzato in una fase di test svolta nella città pilota di Lecce. Gli ottimi risultati raggiunti hanno permesso l'estensione di questa fase di test anche ad altre due città, Atene e Birmingham, che stanno correntemente utilizzando il sistema sviluppato.