大多数老年人希望在家中安度晚年并继续参与社区活动。然而，对于许多人来说，营养不良会破坏这些计划，因为非自愿体重下降、微量营养素缺乏和虚弱等问题不仅影响生活质量，还常常导致他们不得不搬入长期护理设施。
为了解决这一问题，滑铁卢大学的研究人员正在开发一款基于人工智能的应用程序，该应用可以通过“观察”人们进食来准确测量他们的热量和营养摄入。与传统的营养应用程序通常依赖用户输入信息进行计算和推荐不同，这款AI应用可以自动完成所有工作。用户无需上传食物照片、搜索数据库中的特定项目或准确测量并输入每种食物的摄入量。
使用该应用时，用户只需坐在餐桌前，盘子里放着食物，安装在硬件设备上的摄像头会自动检测到用户开始进食并记录每一口进入嘴里的食物。在后台，一个视觉语言模型（VLM）会自动分析视频，逐帧考虑使用的餐具和进食的不同阶段，包括张开嘴巴和咀嚼。Meta AI的Segment Anything Model（SAM）通过精确识别用户正在吃的食物及其数量，确保营养分析的准确性。
“应用程序要求的用户输入越多，人们长期使用它的可能性就越小，”系统设计工程系视觉与图像处理（VIP）实验室的研究助理教授陈宇浩博士说。“我们希望支持持续的营养监测，因此我们使用AI来自动化流程，减少对用户的依赖。”
从假设到精确
新系统在分析用勺子进食的食物的热量和营养方面已经非常有效。研究现在正在扩大范围，包括更具有挑战性的餐具，如叉子、筷子甚至手。
团队还计划超越食物分析，纳入影响老年人健康和福祉的其他物质。“我们的愿景是分析人们摄入的所有物质，包括补充剂和药物，”陈博士说。无论技术如何发展，目标始终是为老年人及其护理者提供准确的热量和营养追踪，提出建议以填补已识别的营养缺口，并以简单易用的方式实现这一目标。
“有些人不习惯使用技术，所以我们希望使我们的应用程序非常易于使用，”最近获得硕士学位的克里斯·查兹内基（Chris Czarnecki，MASc '24）说，他参与了该项目。“它可以是一个使用设备内置摄像头的智能手机应用程序，甚至是可穿戴眼镜。”
目标是帮助老年人实现最佳营养。推出一种解决方案，让这一日益增长的人群能够在自己的家中独立生活并茁壮成长，这将是一个巨大的成功。
“这个AI驱动的营养追踪系统是滑铁卢大学在健康决定因素创新研究的一个例子，包括健康老龄化。预计未来30年内65岁及以上的公民人数将翻一番，老年人广泛存在的营养不良有可能使长期护理和医疗保健系统不堪重负。”这项研究的资金来自加拿大国家研究委员会的居家养老挑战计划。该计划旨在通过创新促进安全和健康的衰老，提高老年人及其护理者的生活质量。
利用多样化的团队技能创造现实世界的影响
这项研究的发起者是滑铁卢大学系统设计工程系视觉与图像处理（VIP）研究小组的联合主任亚历山大·王博士（Dr. Alexander Wong）和研究助理教授陈宇浩博士。王博士和陈博士与两位老龄化和营养领域的专家合作，分别是老龄化研究所（RIA）的施莱格尔营养与老龄化研究主席希瑟·凯勒博士（Dr. Heather Keller）和滑铁卢大学公共卫生科学学院的教授雪伦·柯克帕特里克博士（Dr. Sharon Kirkpatrick）。他们的工作得到了滑铁卢大学跨学科研究生和本科生团队的支持。
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