A multi-user simulator of behavioural dynamic evolutions driven by basic needs

As life expectancy continues to rise, healthcare assistance for elderly people becomes increasingly necessary. The complexity of their state of health requires specific care approaches: information technologies can support elderly health care. In particular, through technology, is possible to monitor their behaviour, especially the activities of daily living, and from these, potential changes that can be indicators of health issues can be understood. In fact, the onset of diseases affects the activities of daily living; however, such changes can be slow and take a long time before being clearly observed. Early identifying long-term 'behavioural drifts' is essential to prevent health decline. However, data collection and analysis of human behaviour are challenging and time-consuming processes. A potential solution is to create digital twins of the individuals, for quicker data collection and analysis. The Assistive Technology Group (ATG) at Politecnico di Milano has developed a novel simulator for the generation of human behaviour, cognitive decay and behavioural drifts due to ageing or disease onset. The problem addressed in this thesis is the increasing demand for healthcare assistance due to the growing average age of the population. The current state of the art is characterized by technologies that only analyze individuals' basic physiological needs. The innovative aspect of this work is the use of a "digital twin" of the individual to generate behavioural data more efficiently than traditional methods, modelling not only physiological needs but also their social aspects, isolation, creativity, and spirituality. The results obtained include a better understanding of the behavioural characteristics of the elderly and the possibility of early intervention in the prevention of cognitive decline and general health deterioration.

Poiché l'aspettativa di vita continua ad aumentare, l'assistenza sanitaria per gli anziani diventa sempre più necessaria. La complessità del loro stato di salute richiede approcci assistenziali specifici, e quindi lo sviluppo di tecnologie utili è necessario per la cura della salute degli anziani. In particolare, attraverso la tecnologia, è possibile monitorare il loro comportamento, specialmente le attività quotidiane, e da queste, si possono comprendere eventuali cambiamenti che possono essere indicatori di problemi di salute. I cambiamenti nelle attività della vita quotidiana nelle persone anziane possono essere causati dall'insorgenza di malattie. Tali cambiamenti possono essere lenti e richiedere molto tempo prima di poter essere chiaramente osservati. L'identificazione precoce delle "derive comportamentali" a lungo termine è essenziale per prevenire il declino della salute. Tuttavia, la raccolta dei dati e l'analisi del comportamento umano sono processi impegnativi e che richiedono tempo. Una potenziale soluzione è creare gemelli digitali degli individui, consentendo una raccolta e un'analisi dei dati più rapide. L'Assistive Technology Group (ATG) del Politecnico di Milano ha sviluppato un nuovo simulatore che simula e analizza efficacemente il comportamento umano, il decadimento cognitivo e le derive comportamentali dovute all'invecchiamento o all'insorgenza di malattie. Il problema affrontato in questa tesi è dunque l'aumento della domanda di assistenza sanitaria dovuta all'aumento dell'età media della popolazione. Lo stato dell'arte attuale è caratterizzato da tecnologie che si limitano all'analisi dei bisogni fisiologici di base degli individui. L'aspetto innovativo del lavoro consiste nell'utilizzo di un "digital twin" dell'individuo per generare i dati comportamentali in modo più efficiente rispetto ai metodi tradizionali, modellando oltre ai bisogni fisiologici anche i suoi aspetti sociali, l'isolamento, la creatività e la spiritualità . I risultati ottenuti sono una maggiore comprensione delle caratteristiche comportamentali degli anziani e la possibilità di intervenire in modo precoce nella prevenzione del declino cognitivo e del deterioramento generale della salute.