Το MedDietAgent αποτελεί ένα ενήμερου περιεχομένου (context-aware) σύστημα κινητού υπολογισμού με κύριο αντικείμενο την εναρμόνιση των διατροφικών επιλογών του χρήστη με τις εθνικές διατροφικές συστάσεις και, ειδικότερα, διατροφικά πρότυπα τα οποία συνάδουν με την Ελληνική γαστρονομική κουλτούρα, με έμφαση στη Μεσογειακή δίαιτα. Κύριο καινοτόμο χαρακτηριστικό του συστήματος MedDietAgent αποτελεί η ενσωμάτωση τεχνολογιών ενισχυτικής μάθησης (Reinforcement Learning - RL), οι οποίες επιτρέπουν τη δυναμική παραγωγή συστάσεων (actions) λαμβάνοντας υπόψιν την τρέχουσα κατάσταση του χρήστη (user’s environment) και στοχεύοντας στη βελτιστοποίηση μίας συνάρτησης επιβράβευσης (reward function). Σε αυτό το πλαίσιο, το MedDietAgent θα λειτουργεί ως πράκτορας (agent) ο οποίος θα εναρμονίζει τις καθημερινές διατροφικές επιλογές του χρήστη με τη Μεσογειακή διατροφή, παρακολουθώντας συνεχώς τη διατροφική κατάσταση του ατόμου και το τρέχον περιβάλλον του (context) και με βάση το βαθμό επίτευξης των στόχων που έχουν τεθεί (όπως αυτός εκφράζεται μέσα από τη reward function), δηλ. την υιοθέτηση ενός υγιεινού διατροφικού προτύπου. Η διατροφική κατάσταση του ατόμου, από την οποία θα διαμορφώνεται η είσοδος του αλγόριθμου ενισχυτικής μάθησης, θα παράγεται μέσω ενός συστήματος πολύτροπης καταγραφής του φαγητού και αυτοματοποιημένης διατροφικής ανάλυσης των γευμάτων. Ειδικότερα, το MedDietAgent θα εφαρμόσει τεχνολογίες επεξεργασίας φυσικής γλώσσας και υπολογιστικής όρασης στοχεύοντας στην αύξηση του βαθμού λεπτομέρειας καταγραφής και ανάλυσης του φαγητού και, παράλληλα, στη μείωση του χρόνου και του βαθμού συμμετοχής του χρήστη στην εν λόγω διαδικασία. Αντίστοιχα, τεχνολογίες ολογραφικής απεικόνισης θα χρησιμοποιηθούν για την αναπαράσταση της εξόδου του MedDietAgent, με στόχο την αύξηση του βαθμού αφοσίωσης στην προτεινόμενη εφαρμογή, και, δυνητικά, του βαθμού συμμόρφωσης στο Μεσογειακό διατροφικό πρότυπο. Η λειτουργικότητα του MedDietAgent θα προσαρμόζεται στις προσωπικές προτιμήσεις του ατόμου και σε περιβαλλοντικούς παράγοντες που επηρεάζουν τις διατροφικές του επιλογές και αποφάσεις (στο σπίτι, στο περιβάλλον εργασίας, στο εστιατόριο, στις διακοπές). Το MedDietAgent απευθύνεται σε υγιείς ενήλικες με δυνατότητα χρήσης από χρόνιους ασθενείς λαμβάνοντας υπόψη επιπλέον ιατρικές παραμέτρους (π.χ. αρτηριακή πίεση, γλυκόζη αίματος).
Η ανθυγιεινή δίαιτα σε συνδυασμό με τη μειωμένη φυσική δραστηριότητα έχουν επιτελέσει στην αύξηση της συχνότητας των σχετιζόμενων με τη διατροφή μη-μεταδιδόμενων χρόνιων νοσημάτων, συμπεριλαμβανομένων της καρδιαγγειακής νόσου, του διαβήτη τύπου 2, της υπέρτασης και της παχυσαρκίας. Οι Διατροφικές Οδηγίες για τους Αμερικάνους επικεντρώνονται στην υιοθέτηση προσαρμόσιμων διατροφικών προτύπων, τα μεμονωμένα συστατικά των οποίων (διατροφικά συστατικά, ομάδες τροφίμων) συνεργούν στην προαγωγή της υγείας. Στην Ευρώπη, επισημαίνεται η παροχή οδηγιών βασιζόμενων σε τρόφιμα (food-based), αντί των συνιστώμενων ποσοτήτων διατροφικών συστατικών, οι οποίες να είναι προσαρμόσιμες στις ανάγκες κάθε χώρας (βάσει της διαθεσιμότητας και της πολιτισμικής αποδοχής των τροφίμων). Σε αυτή την κατεύθυνση, οι εθνικές διατροφικές συστάσεις οργανώνονται ανά ομάδα τροφίμων στο πλαίσιο της παραδοσιακής Μεσογειακής δίαιτας.
Πρόσφατες επισκοπήσεις της βιβλιογραφίας πάνω σε έξυπνες εφαρμογές λογισμικού με σκοπό τη βελτίωση της διατροφής επισημαίνουν την ύπαρξη ευρείας ποικιλίας λειτουργικών χαρακτηριστικών, με την παρουσίαση της διατροφικής σύνθεσης των τροφίμων και την παροχή εκπαιδευτικού υλικού να αποτελούν τα βασικά συστατικά αυτών. Επιπρόσθετα, τονίζεται η σημαντικότητα (i) της συνέργειας μεταξύ των εξειδικευμένων επαγγελματιών και των προγραμματιστών εφαρμογών για την ενσωμάτωση τεκμηριωμένου περιεχομένου στη λειτουργικότητας της εφαρμογής, (ii) της εφαρμογής μίας θεωρητικής στρατηγικής προσέγγισης κατά τη σχεδίαση της εφαρμογής με σκοπό τη διασφάλιση της αποτελεσματικότητας της εφαρμογής και της αφοσίωσης του χρήστη. Ταυτόχρονα, υποστηρίζεται η χρήση ευφυών καθοδηγούμενων από τα δεδομένα τεχνικών (μηχανική μάθηση, ενισχυτική μάθηση, υπολογιστική όραση) για την παροχή εξατομικευμένων προσεγγίσεων.
Το MedDietAgent αποτελεί ένα ενήμερου περιεχομένου (context-aware) σύστημα κινητού υπολογισμού με κύριο αντικείμενο την εναρμόνιση των διατροφικών επιλογών του χρήστη με τις εθνικές διατροφικές συστάσεις και, ειδικότερα, διατροφικά πρότυπα τα οποία συνάδουν με την Ελληνική γαστρονομική κουλτούρα, με έμφαση στη Μεσογειακή δίαιτα. Μέσω ευφυών τεχνικών μηχανικής μάθησης και ενισχυτικής μάθησης, το MedDietAgent θα συμβάλλει στην επίτευξη του βασικού επιπέδου διατροφικής συμμόρφωσης, δηλ. Στην υιοθέτηση ενός υγιεινού διατροφικού προτύπου, επιλέγοντας μία ποικιλία από θρεπτικά πυκνά τρόφιμα από όλες τις ομάδες τροφίμων στις συνιστώμενες ποσότητες και, παράλληλα, περιορίζοντας την πρόσληψη πρόσθετων σακχάρων, κορεσμένων και trans λιπαρών και αλατιού, με σκοπό τη διατήρηση του φυσιολογικού βάρους και τη συστηματική κάλυψη των διατροφικών αναγκών. Η λειτουργικότητα του MedDietAgent θα προσαρμόζεται στις προσωπικές προτιμήσεις του ατόμου και σε περιβαλλοντικούς παράγοντες που επηρεάζουν τις διατροφικές του επιλογές και αποφάσεις (στο σπίτι, στο περιβάλλον εργασίας, στο εστιατόριο, στις διακοπές). Το MedDietAgent απευθύνεται σε υγιείς ενήλικες με δυνατότητα χρήσης από χρόνιους ασθενείς λαμβάνοντας υπόψη επιπλέον ιατρικές παραμέτρους (π.χ. αρτηριακή πίεση, γλυκόζη αίματος).
Κύριο αποτέλεσμα του MedDietAgent αποτελεί (i) ένα ολοκληρωμένο σύστημα κινητού υπολογισμού με σκοπό τη προοδευτική εξατομικευμένη εναρμόνιση των διατροφικών επιλογών με τη Μεσογειακή διατροφή μέσω μίας διαδικασίας ενισχυτικής μάθησης (Π3.3-Π3.6), και (ii) η απόδειξη του βαθμού ενίσχυσης της υπάρχουσας πρακτικής υιοθέτησης ενός υγιεινού διατροφικού στυλ (Π4.2, Π4.3). Τα κύρια αποτελέσματα των δραστηριοτήτων ΕΤΑΚ που θα διεξαχθούν στο πλαίσιο του έργου είναι:
Τεχνολογική Λύση 1:
- Εξατομικευμένα μοντέλα ενισχυτικής μάθησης των ενεργειών που επιφέρουν την υιοθέτηση του Μεσογειακού προτύπου διατροφής, με ενσωμάτωση περιβαλλοντικών παραγόντων που επηρεάζουν την εφαρμογή ενός διατροφικού προτύπου.
- Παροχή σχετικών προγραμματιστικών διεπαφών.
Συναφής Επιστημονική Γνώση 1:
Θεωρητική διατύπωση του προβλήματος ως πρόβλημα ενισχυτικής μάθησης.
- Βελτίωση της διαδικασίας σχεδιασμού και υλοποίησης προγραμμάτων Μεσογειακής διατροφής.
Παραδοτέα: Π1.2, Π1.4, Π3.3, Π3.4
Τεχνολογική Λύση 2:
- Σύστημα εξαγωγής δυναμικών προτύπων, τα οποία εκφράζουν διατροφικές συμπεριφορές και
συσχετίζουν την κατάσταση του χρήστη ή ομάδας χρηστών και το περιβάλλον του(ς) με τις διατροφικές
επιλογές του(ς) στο πλαίσιο της διαδικασίας εκπαίδευσης.
- Παροχή σχετικών προγραμματιστικών διεπαφών.
Συναφής Επιστημονική Γνώση 2:
- Αναγνώριση νέων διατροφικών μοτίβων τα οποία εξηγούν την επιτυχία ή μη- ενός πλάνου, πιθανή εξαγωγή κανόνων αιτίας – αποτελέσματος.
- Βελτίωση της διαδικασίας σχεδιασμού και υλοποίησης προγραμμάτων Μεσογειακής διατροφής.
Παραδοτέα: Π1.3, Π1.4, Π3.3, Π3.4
Τεχνολογική Λύση 3:
- Αυτοματοποιημένο σύστημα για τον υπολογισμό της θρεπτικής σύστασης ενός πιάτου με
εμπεριστατωμένη ακρίβεια.
- Παροχή προγραμματιστικών διεπαφών.
Συναφής Επιστημονική Γνώση 3:
- Καθορισμός μεθοδολογίας ανάλυσης του περιεχομένου του πιάτου, δηλ. συνδυασμός υπολογιστικής
όρασης και μηχανικής μάθησης για επεξεργασία φυσικής γλώσσας.
Παραδοτέα: Π2.3, Π2.4, Π3.3, Π3.4
Τεχνολογική Λύση 4:
- Ολοκληρωμένο σύστημα υποστήριξης των ατόμων στη διαδικασίας υιοθέτησης της Μεσογειακής διατροφής, μέσω των τεχνολογικών λύσεων 1-3.
- Cloud υπηρεσίες καταχώρισης, συγχρονισμού και αποθήκευσης δεδομένων.
Συναφής Επιστημονική Γνώση 4:
- Απόδειξη του βαθμού βελτίωσης της διατροφικής συμπεριφοράς μέσω αντικειμενικών κριτηρίων.
- Απόδειξη του βαθμού χρηστικότητας και αποδοχής του συστήματος.
Παραδοτέα: Π3.3-Π3.6, Π4.2, Π4.3
Τεχνολογική Λύση 5:
- Βάση δεδομένων, δηλ. συγχρονισμένες χρονοσειρές παραμέτρων για τη διατροφική συμπεριφορά
ενός ατόμου, και ενεργειών που προσεγγίζουν το Μεσογειακό πρότυπο διατροφής.
- Βάσεις δεδομένων ΒΔ-1, ΒΔ-2 και ΒΔ-3.
Συναφής Επιστημονική Γνώση 5:
- Αναπαραγωγή των επιστημονικών ευρημάτων του MedDietAgent και εξέλιξη αυτών.
Παραδοτέα: Π2.1, Π2.2, Π3.3-Π3.4
Ο υψηλός βαθμός καινοτομίας των προτεινόμενων τεχνολογιών, συνδυαστικά με τον υψηλό επιπολασμό των σχετιζόμενων με τη διατροφή μη-μεταδιδόμενων χρόνιων νοσημάτων, την αποτελεσματικότητα της Μεσογειακής διατροφής σε αυτή την κατεύθυνση και την αναγκαιότητα διατήρησης αυτής ως στοιχείο της γαστρονομικής πολιτισμικής κουλτούρας στην Ελλάδα, αποτελούν δείκτες επιτυχούς αξιοποίησης των αποτελεσμάτων του έργου. Ειδικότερα, η ακρίβεια των ερευνητικών αποτελεσμάτων και η αποτελεσματικότητα της τεχνολογικής παρέμβασης είναι οι καθοριστικοί παράγοντες της αριστείας και του βαθμού συνεισφοράς του έργου στην ενίσχυση της ανταγωνιστικότητας της οικονομίας σε εθνικό, ευρωπαϊκό ή/ και διεθνές επίπεδο. Επιπρόσθετα, η πραγματική συνεργασία και η συνεπαγόμενη μεταφορά τεχνολογικής και επιστημονικής γνώσης μεταξύ των επιχειρήσεων και των ερευνητικών φορέων της σύμπραξης θα συμβάλλει στην ενίσχυση της ανταγωνιστικότητας των πρώτων. Απόρροια των ανωτέρω αποτελεί η συμβολή του MedDietAgent στη δημιουργία και διατήρηση θέσεων απασχόλησης μέσω (i) της αξιοποίησης εξειδικευμένου ανθρώπινου δυναμικού με σκοπό την επέκταση της υπάρχουσας τεχνογνωσίας στον τομέα, και (ii) της διεύρυνσης της
εμπορικής δραστηριότητας των επιχειρήσεων.
