Wearables am Wörthersee

Workshop »Software Architekturen und -entwicklung für Smartwatch und Wearable Apps« – GI Jahrestagung 2016

Klagenfurt, den 27.9.2016. Im Rahmen der 46. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI) „Informatik 2016 – Informatik: von Menschen für Menschen“ fand am 27.9. der von mir zusammen mit Prof. Dr. Waldhör, FOM, veranstaltete Workshop „Smartwatch Architekturen und -entwicklung für Smartwatch und Wearables Apps“ statt. Bei traumhaften Spätsommerwetter präsentierten Prof. Dr. Diethelm Bienhaus (THM Giessen), Dr. Jörg Muschiol, (Netzfactor GmbH), Manuel Guttenberg ( Grasenhiller GmbH / FOM Nünberg), Dr. Rainer Lutze (Dr.-Ing. Rainer Lutze Consulting) und Prof. Dr. Christian Märtin (Hochschule Augsburg) die neusten Forschungs- / Arbeitsergebnisse im Bereich Smartwatches und Wearables.

Die Referate

Diethelm Bienhaus stellte in seinem Referat ([1]) die vielfältigen Aspekte von Smartwatches und Wearables im Gesundheitswesen in den Mittelpunkt. Für mobile Gesundheitsanwendungen (M-Health) arbeitete er insbesondere die Bedeutung von Kommunikationsmodellen, -standards und -protokollen heraus. Bienhaus argumentiert für den Einsatz der leichtgewichtigen REST (Representational State Transfer) Architektur gegenüber dem klassischen SOA Ansatz in diesem Feld der mobilen Gesundheitssysteme.

Jörg Muschiol präsentierte in seinem Workshopbeitrag ([2]) seine »Communication as a service (CaaS)« Plattform für Wearables und Smartwatches. Er konnte mit einer empirischen Studie eindrucksvoll belegen, wie durch Einsatz CaaS unterstützter Smartwatches sich Alltagsaufgaben für über 60-Jährige deutlich effizienter erledigen lassen konnten als ohne diese Unterstützung.

Manuel Guttenberger stellte, ebenfalls ganz auf der REST Architektur Linie, eine Kommunikationarchitektur ([3]) unter Verwendung des MQTT Protokolls vor, um sehr schnell auf Sensordaten smarter Objekte zuzugreifen. Die Realisierung stützt sich auf einen MEAN Stack mit objektorientierter Mongo-DB, das Express Webserver Framework, AngualarJS als Frontend und NodeJS für das serverseitige JavaScript. Er konnte empirisch nachweisen, dass das MQTT Protokoll vom Durchsatz und der Geschwindigkeit her allen anderen Protokollen (etwa: http) für die Aufgabe deutlich überlegen ist.

Rainer Lutze betonte in seinem Referat ([4]) die Wichtigkeit geeigneter Architektur- und Softwaremuster, um die vielfältigen Gesundheitsrisiken für Ältere durch Smartwatches simultan erkennen und managen zu können.  Dieses Risikomanagement baut auf der Erkennung von Ereignissen und Aktivitäten des täglichen Lebens (ADLs) auf.  Für die Erkennung der EDLs, ADLs verwenden wir neuronale Netzwerke (ANN, artificial neural network), die zusammen mit Prof. Dr. Waldhör und seinem Team an der FOM erforscht werden. Bei gleichzeitig erkannten Risiken muss in der Smartwatch App eine Prioritätenabwägung durchgeführt werden. Zu einem Zeitpunkt kann nur ein Gesundheitsrisiko auf dem sehr kleinen Bildschirm des Endgerätes präsentiert und mit dem Smartwatch Nutzer diskutiert werden.

Hierzu wird eine Blackboard eingesetzt, die einzelne UML state machines synchronisiert.  Eine UML state machine beschreibt jeweils das Management eines einzelnen Gesundheitsrisikos deklarativ und isoliert. Eine solche Architektur unterstützt insbesondere das Segregationsprinzip, wie es im Lebenszyklusmanagement für Medizinsoftware nach IEC/EN 62304 gefordert wird.

Christian Märtin stellte in seinem Beitrag ([5]) die Nutzung von Wearables für eine bessere, situationsbewusste, Auswahl von spezifischen HCI-Patterns des PaMGIS Repositories in den Vordergrund. PaMGIS ermöglicht eine musterbasierte Modellierung, Generierung und Evaluierung von Benutzerschnittstellen interaktiver Systeme. Auf Basis einer Auswertung von Vitaldaten: des Pulses, der Herzrythmusvariabilität, der elektrodermalen Aktivität und Hauttemperatur sowie der Bewegungssensoren soll eine dynamische Laufzeitadaption von Benutzerschnittstellen aus dem Repository erfolgen. Damit können sich Benutzerschnittstellen an die aktuellen Emotionen des Benutzers anpassen und diese antizipieren. Dazu reichen die Wearables natürlich alleine nicht aus, im HCI Labor werden zusätzlich Face-Reader und Eye-Tracker genutzt.

Referenzen

Der Tagungsband der 46. GI Jahrestagung ist im Springer Verlag under dem Titel „Informatik 2016“ in der Reihe „Lectures Notes in Informatics (LNI)“, Band 259, erschienen, ISBN 978-3-88579-653-4, ISSN 1617-5468.  Herausgeber sind Heinrich C. Mayr und Martin Pinzger. Die Workshop Proceedings „Softwarearchitekturen und -entwicklung für Smartwatch und Wearable Apps“ finden sich auf den Seiten 1819 – 1884 des Tagungsbandes.

[1] Diethelm Bienhaus – Smartwatch und Wearables im Gesundheitsbereich: Grundlagen und Anwendungen, Proceedings, p. 1825-1836

[2] Roman Englert, Jörg Muschiol – An Exdendible Communication as a Service Platform for Wearables and Future-Oriented Devices, Proceedings, p. 1837-1850

[3] Manuel Guttenberger, Klemens Waldhör – xHealth: Eine MQTT und REST basierte Architektur zum Zugriff auf Sensordaten smarter Objekte, Proceedings, p. 1851-1864

[4] Rainer Lutze, Klemens Waldhör – The Application Architecture of Smartwatch Apps – Analysis, Principles of Design and Organization, Proceedings, p. 1865-1878

[5] Christian Märtin, Christian Herdin, Sanim Rashid – Situationsbewusste, patternbasierte Adaption interaktiver Anwendungen durch Auswertung von Emotion- und Biosignal-Daten, Proceedings, p. 1879-1884