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ESTADO DEL ARTE [ZUGYM]ESTADODELARTE_v4.0 DIRIGIDO A: Ingeniera Ángela Cristina Carrillo Ramos AUTORES: Andrea Paola Barraza Urbina Luisa Fernanda Barrera León Saúl Fernando Martínez PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA Departamento de Ingeniería de Sistemas BOGOTÁ, COLOMBIA MARZO 02, 2010 HISTORIAL DE CAMBIOS VERSIÓN ESTADO DEL ARTE versión 1.0 ESTADO DEL ARTE versión 1.1 FECHA 13 de Febrero de 2010 14 de Febrero de 2010 SECCIÓN DEL DOCUMENTO MODIFICADA DESCRIPCIÓN DE CAMBIOS Creación de una plantilla con la estructura general del documento. Prefacio RESPONSABLE (S) Andrea Andrea ESTADO DEL ARTE versión 1.2 16 de Febrero de 2010 Sección 1 y 3. Adaptación y Sistemas MultiAgente. Andrea, Luisa ESTADO DEL ARTE versión 1.3 23 de Febrero de 2010 Seccion 2 Trabajos relacionados Andrea y Luisa ESTADO DEL ARTE versión 1.4 02 de Marzo de 2010 Sección 2.2 Sistemas de Uso Diario Andrea y Saul ESTADO DEL ARTE versión 2.0 02 de Marzo de 2010 Pre-entrega PREFACIO El presente estado del arte tiene como propósito ofrecer no sólo un marco teórico donde se entienda el contexto del desarrollo, pero también los trabajos relacionados y las posibles herramientas de tecnología en las cuales se puede basar una solución informática al Proyecto Especial planteado, cuyo objetivo principal es: Diseñar un sistema software de apoyo a personal de gimnasios que genere rutinas de ejercicios complementadas con una dieta, donde ambas sean personalizadas considerando las características y necesidades individuales de los usuarios. Se busca a partir de este documento: llevar a cabo una revisión de la literatura, orientar el estudio, prevenir errores que se han cometido en otros estudios, ampliar el horizonte, inspirar nuevas áreas de investigación y proveer un marco de referencia [1]. El documento se encuentra dividido en tres secciones: (i) Marco teórico: Dada la naturaleza interdisciplinar del proyecto para el Marco teórico fue necesario indagar sobre la nutrición, la actividad física y las herramientas de apoyo más utilizadas en la actualidad para cada una. Por otro lado, en búsqueda de tomar en cuenta todos los elementos teóricos principales, se encontró la necesidad de profundizar en el tema de Personalización/Adaptación; (ii) Trabajos Relacionados: Por medio de un trabajo de investigación, se encontraron proyectos relacionados enfocados en el desarrollo de herramientas para construir dietas, preferiblemente tomando en cuenta una rutina de ejercicios y las preferencias del usuario, y se plasmó en esta sección ventajas y desventajas de cada solución; (iii) Tecnología de Desarrollo: Se identificaron las posibles herramientas de tecnología para tomar en cuenta en el momento de implementar el proyecto; ventajas y desventajas que ofrece cada una con respecto a las características y necesidades planteadas por el Proyecto Especial. TABLA DE CONTENIDOS 1. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................. 6 1.1. NUTRICIÓN .......................................................................................................................... 7 1.2. DIETA SALUDABLE ............................................................................................................... 8 1.3. ADAPTACIÓN ..................................................................................................................... 10 1.3.1. COMPARACIÓN ......................................................................................................... 11 1.3.2. TIPOS DE ADAPTACIÓN ............................................................................................. 12 1.3.3. PERFILES .................................................................................................................... 13 1.3.3.1. 2. TRABAJOS RELACIONADOS........................................................................................................ 16 2.1. GENERADORES DE DIETAS................................................................................................. 16 2.1.1. 2.2. Cuadro Comparativo ................................................................................................. 22 SISTEMAS DE USO DIARIO PARA SEGUIMIENTO DE DIETAS ............................................. 23 2.2.1. Wellness Diary [19][20][21] [22] ............................................................................ 23 2.2.2. HyperFit [23] ............................................................................................................. 25 2.2.3. Cuadro Comparativo ................................................................................................. 26 2.3. 3. PERFIL DE USUARIO ............................................................................................... 13 Herramientas para Generación de Dietas en Internet ...................................................... 26 2.3.1. Vida One Diet & Fitness [24] .................................................................................... 26 2.3.2. WeightMania [25]..................................................................................................... 27 2.3.3. ProTrack [26] ............................................................................................................ 27 2.3.4. IFitness [27] .............................................................................................................. 27 2.3.5. Tap & Track [28] ....................................................................................................... 27 2.3.6. Diet Master 2100 [29]............................................................................................... 28 2.3.7. Nutrinote [30] ........................................................................................................... 28 2.3.8. DietPower [31].......................................................................................................... 28 2.3.9. Cuadro Comparativo ................................................................................................. 29 TECNOLOGÍA DE DESARROLLO.................................................................................................. 32 3.1. SISTEMAS MULTIAGENTE .................................................................................................. 32 SINTESIS ............................................................................................................................................. 35 REFERENCIAS ..................................................................................................................................... 37 Lista de Figuras Figura 1. Comparación software tradicional vs software adaptativo ............................................... 11 Figura 2. Arquitectura CMAI.............................................................................................................. 13 Figura 3. Concepto de Alimento (ontología) ..................................................................................... 16 Figura 4. Concepto de alimento ........................................................................................................ 17 Figura 5. T2FO y Sistema de Reglas [18] ........................................................................................... 21 Figura 6. Menu de opciones Wellness Diary [19][20] [21][22] ......................................................... 24 Figura 7. Hybrid Media [23] .............................................................................................................. 25 Lista de Tablas Tabla 1. Comparación trabajos relacionados en nutrición ............................................................... 22 Tabla 2. Comparación trabajos relacionados de sistemas de uso diario .......................................... 26 Tabla 3. Comparación herramientas que integran rutinas y dietas .................................................. 29 Tabla 4. Comparación aplicaciones de dietas ................................................................................... 30 MARCO TEÓRICO 1. MARCO TEÓRICO En esta sección se presentan los elementos teóricos principales del Proyecto Especial: personalización/adaptación, nutrición y las herramientas informáticas de apoyo más utilizadas en la actualidad para la nutrición. 1.1. NUTRICIÓN Según Lopategui [2], la nutrición es una ciencia que se encarga de estudiar los nutrientes (sustancias nutricias/alimenticias o nutrimentos) que constituyen los alimentos, la función de estos nutrientes, las reacciones del organismo a la ingestión de los alimentos y nutrientes, y cómo interaccionan dichos nutrientes respecto a la salud y a la enfermedad. Además, la ciencia de la nutrición se dedica a investigar las necesidades nutricionales del ser humano, sus hábitos y consumo de alimentos, y la composición y valor nutricional de esos alimentos. La nutrición se puede ver también como un conjunto de procesos [2] y se dirige hacia el estudio de la ingestión, digestión, absorción, metabolismo y excreción de las sustancias alimenticias (nutrientes/nutrimentos) por medio de los cuales se produce energía para que ese organismo vivo puede sostenerse, crecer, desarrollarse y en la mayoría de los casos reproducirse. La OMS (acrónimo de Organización Mundial de la Salud) también la define como: “la ingesta de alimentos en relación con las necesidades dietéticas del organismo. Una buena nutrición (una dieta suficiente y equilibrada combinada con el ejercicio físico regular) es un elemento fundamental de la buena salud” [3]. Otro concepto importante dentro de la nutrición es la dieta. Una dieta es la alimentación habitual de una persona y está compuesta de comidas y bebidas específicas [4], que se integran en busca de un objetivo. Uno de los objetivos de las dietas es mejorar la salud, tomando en cuenta que cada persona posee un metabolismo diferente y algunas no asimilan de la misma forma ciertos alimentos que pueden llegar a causar daños en su organismo. Otro objetivo de las dietas es la estética; actualmente se imponen implícitamente determinados estándares de belleza lo cual conduce a que las personas se comprometan con una dieta buscando estar acorde con los modelos pre-establecidos. Como se puede observar en las definiciones anteriores, la nutrición, se encuentra estrechamente relacionada con el estilo de vida de las personas y cómo éste puede afectar su salud. Por ejemplo, si una persona no tiene un estilo de vida saludable, es decir, su alimentación no es balanceada, se puede reducir la inmunidad, aumentar la vulnerabilidad a las enfermedades, alterar el desarrollo físico y mental, y reducir la productividad. Estos conceptos son únicamente para contextualizar lo que es la nutrición, pero con base en entrevistas realizadas a nutricionistas expertos, estos conceptos son ampliados. Una de las nociones que los nutricionistas entrevistados resaltaron fue la adaptación, cuya importancia se refleja, al momento de crear una dieta, debido a que es uno de los factores que determina la constancia de un paciente. En la siguiente sección se ampliara este concepto. 1.2. DIETA SALUDABLE El presente documento se ha basado en la siguiente definición de dieta saludable: “Los principios básicos de una dieta saludable pueden resumirse en tres palabras únicamente: moderación, variedad y balance. Teniendo en cuenta estas tres palabras podremos disfrutar del placer de comer sin tener que preocuparnos sobre el colesterol, sal, exceso de peso, y otros problemas que correcta o incorrectamente se relacionan con la nutrición“[5] Es importante resaltar que la nutrición no pretende ser complicada [5], y al tomar esto en cuenta ZuDiet busca crear una dieta saludable adaptada a las características particulares de cada cliente que tome en cuenta la variedad, el balance y la moderación junto al perfil del usuario que incluye sus gustos y preferencias. Es importante resaltar que se debe considerar el estado de salud particular del individuo para definir qué es una dieta saludable para él y sus necesidades únicas, las recomendaciones dietéticas se deben adaptar a la situación particular del cliente especialmente si éste se encuentra enfermo, entonces la dieta se encuentra condicionada por la patología del paciente (No existe una dieta milagro que vaya bien para la prevención de todas las posibles enfermedades relacionadas con la dieta [5]). Entre situaciones especiales donde las dietas obligatoriamente deben ser personalizadas, se debe tomar en cuenta: La nutrición y el ejercicio físico (¿Cuál es la dieta más adecuada dependiendo de la intensidad del ejercicio físico?) Envejecimiento Enfermedades Crónico Degenerativas Mujeres en estado de embarazo Trastornos de la conducta alimentaria (Ej. Anemia y Bulimia) Masa ósea y Osteoporosis Niños y adolescentes entre otros Además, se deben considerar los siguientes principios en el momento de construir una dieta: - - “El hombre para mantener la salud no necesita ningún tipo determinado de alimento, sino solamente energía y nutrientes. (Ej. En nutrición parenteral – forma de nutrición artificial– no se ingieren alimentos como tal. ) Ningún alimento es completo para el hombre, es decir, ninguno aporta todos los nutrientes necesarios. “Si la dieta es lo suficientemente variada, haciendo intervenir en ella alimentos de los diferentes grupos en que estos se clasifican, ésta será satisfactoria” [6]. La variedad es una de las características más importantes de una dieta saludable y es la que generalmente tiende a ser ignorada, pero si en una dieta se logran integrar alimentos que corresponden a diferentes grupos de alimentos (ver Figura 1), entre ellos se complementan y suplementan (en cuanto a su aporte nutricional de macro y micronutrientes). “Lo que se persigue, al consumir una gran variedad de alimentos, es que un alimento con un alto contenido en un nutriente específico equilibrará la carencia de ese nutriente en otro alimento. Una dieta lo suficientemente variada logra cubrir todas las recomendaciones dietéticas de energía y nutrientes [5].” “Se puede decir que si ingerimos la cantidad de calorías necesarias de una dieta variada, éstas aportan la totalidad de los nutrientes que precisamos.” [6] Figura 1. Grupos de Alimentos. Tomada de [5] Por su lado, el balance corresponde a un balance energético entre las calorías consumidas frente al gasto energético [5]; se debe tener en cuenta en cuanto al gasto energético que: “El organismo consume energía, unas 2.500 o 3.000 kilocalorías al día, y esta energía la emplea en tres menesteres: la tasa metabólica (antes conocida como metabolismo basal), la termogénesis inducida por la dieta y el ejercicio físico. La contribución del ejercicio físico al consumo energético del organismo depende, evidentemente, de la intensidad y duración del mismo. En una persona sedentaria o que practique un ejercicio moderado, el constituyente más importante de los tres es, con mucho, la tasa metabólica basal, es decir el consumo de energía que se hace en reposo físico, térmico y psíquico. En otras palabras, el consumo de energía que hacemos para mantenernos vivos” [5]. Se obtienen efectos desfavorables para la salud a partir de una dieta donde un individuo consume una cantidad superior de calorías de las que necesita, o cuando la dieta contiene una cantidad desproporcionadas de los diferentes componentes nutricionales [5]. Por ejemplo: el ejercicio físico aumenta el consumo energético y por tanto aumenta el apetito. Aunque un individuo realice ejercicio moderado o de alta intensidad, si por medio de su dieta sobre-compensa este gasto energético (en otras palabras toma más calorías de las que consume con el ejercicio), podrá observar efectos desfavorables para su salud. Finalmente, en cuanto a la moderación, por medio de la educación nutricional es importante demostrarle a un paciente que para mantener una dieta saludable no es necesario restringir el tipo de alimentos que se consumen, siempre y cuando se mantenga en cuenta el concepto de moderación y la afirmación: Se debe tener claro que no hay alimentos buenos o alimentos dañinos, sino que todo alimento es saludable cuando se consume con moderación” [5]. Por otro lado, aunque los alimentos son el combustible fisiológico del ser humano se debe resaltar que “No se come sólo por salud sino también por placer, de acuerdo a una riquísima herencia sociocultural, es decir los hábitos alimentarios” [5][6]. Una dieta no sólo debe ser saludable, pero también debe ser palatable (que se tengan en cuenta los factores que determinen la aceptación o rechazo de un alimento o dieta por los consumidores [5]). La dieta debe ajustarse a los hábitos alimentarios de un individuo y aspectos como la estructura social y familiar, el área geográfica, los económicos y los de disponibilidad de alimentos; pues una dieta que no tome estos factores en cuenta muy seguramente fracasará [5]. Por ejemplo: “En todas las sociedades, y con independencia del área geográfica, nuestro calendario está marcado con comidas festivas: el pavo de Navidad, los buñuelos en la Fiesta de Todos los Santos, las torrijas en Semana Santa, etc.” [5] Tomando en cuenta cada uno de los conceptos relacionados con la nutrición, mencionados anteriormente, y la importancia de la construcción de una dieta saludable y personalizada, se propone el sistema ZuDiet. Para la construcción de este sistema, se han creado modelos que serán la base para lograr la adaptación (personalización en la generación de dietas). En las siguientes secciones se explicará en detalle cada uno de estos modelos de adaptación y la interacción entre los mismos, empezando por una visión del mundo o entorno en el que se encuentra ZuDiet y continuando con el detalle de cada uno de los componentes del mismo. 1.3. ADAPTACIÓN La adaptación es un concepto que se relaciona normalmente a la idea modificar un algo en busca de acoplarlo a un entorno diferente al habitual. Específicamente, en la Ingeniería de Software, se relaciona con la necesidad de realizar una transformación, a los servicios o datos ofrecidos por un dispositivo, según el entorno en el que se encuentre o las características del mismo1. La DARPA Broad Agency Announcement on Self Adaptive Software presenta, en 1997, una definición de Software Adaptado que indica que “es el que evalúa su comportamiento y los cambios del mismo, cuando la evaluación indica que éste no está cumpliendo con los objetivos del sistema, o cuando una mejor funcionalidad o desempeño es posible”[7]. Por consiguiente, el software adaptado posee diversas formas de realizar su propósito y, además, contiene el conocimiento suficiente 1 Adaptar. Diccionario de la Lengua Española 2001. http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=adaptar para realizar cambios efectivos en tiempo de ejecución [8]. Es así como, este tipo de software, busca suplir la necesidad de adaptación de la información, para la prestación de servicios en entornos dinámicos como lo manipulados por dispositivos móviles (por ejemplo, Palms, IPhone, Computadores Personales, celulares de última tecnología, etc.). Tomando lo mencionado como base, en las siguientes secciones se tratarán en detalle los siguientes aspectos del tema de adaptación: i) Comparación entre sistemas sin adaptación y sistemas adaptativos; ii) Tipos de adaptación y iii) Mecanismos de adaptación. 1.3.1. COMPARACIÓN Para empezar, es necesario mencionar que son muchas las diferencias entre el software tradicional y el software adaptado, pero esta sección se enfocará en la diferencia más relevante: la forma en que cada uno percibe e interactúa con su entorno. Para ahondar en esta diferencia, es necesario conocer el concepto de complejidad del software, que según Booch [9], proviene de cuatro componentes: Complejidad del dominio del sistema. Dificultad de gestionar el proceso de desarrollo. Flexibilidad que se puede alcanzar a través del software. Los problemas de caracterización de sistemas discretos. En este caso, sólo se contemplará la complejidad del dominio del sistema. El software adaptado, en comparación con el software tradicional, posee un dominio del sistema mucho más complejo. Esto se debe a que el ambiente en el que se ejecuta este tipo de software está compuesto por N escenarios, con M posibles soluciones; lo que conllevaría a una complejidad de software N*M o simplemente a una complejidad alta [9]. A diferencia, el software sin adaptación posee una complejidad 1*1, 1 escenarios con 1 posible solución (ver Figura 1). Figura 1. Comparación software tradicional vs software adaptativo La complejidad presentada, por un software adaptado, podría verse como una desventaja, pero si se observa desde el punto de vista de los dispositivos móviles, es bastante útil pues gracias a ésta se pueden prestar los mismos servicios en diferentes lugares, para diferentes tecnologías y a diferentes tipos de usuarios. Otra ventaja del software adaptado es su manejo del concepto de homeostasis, que es la “autorregulación de la constancia de las propiedades de otros sistemas influidos por agentes exteriores” 2, lo que quiere decir que el software regula su manejo interno para brindar al dispositivo una condición estable y constante, haciendo transparente el constante cambio de fuentes de información habitual en este tipo de dispositivos. 1.3.2. TIPOS DE ADAPTACIÓN Existen varios tipos de adaptación; para el presente estado del arte se definirán los expuestos por et al. Zhang [10], entre los que se encuentran: Adaptación al Contenido: adaptación en el contenido a diferentes tipos de dispositivos y diferentes canales de comunicación, adaptación realizada teniendo en cuenta las características (preferencias, objetivos, conocimiento, entre otras) de usuario [11]. Adaptación Function-Support: el cambio del entorno se vuelve invisible para la colaboración entre aplicaciones y usuarios. Adaptación del Middleware: es usada para ocultar la heterogeneidad del hardware y del software, y/o proveer una interfaz de alto nivel para desarrolladores de aplicaciones. Esta se basa en la capacidad de “sentir” los cambios en el ambiente para mejorar el rendimiento de aplicaciones en ambientes dinámicos. Adaptación a la Interface de Usuario: modificación de la interfaz para satisfacer las necesidades del usuario, interfaz flexible y modificable. Un ejemplo de una arquitectura (ver Figura 2), basada en los anteriores conceptos de adaptación, es la denominada CMAI (acrónimo de Conception Model of Adaptive Infraestructure) [12]. Esta arquitectura trabaja bajo un ambiente dinámico invisible para usuarios que provee servicios eficientes a usuarios con más carga, mejora rendimiento de la computación pervasiva, entre otros. Esta arquitectura brinda a dispositivos móviles la posibilidad de cambiar de entorno sin necesidad que el usuario realice cambios en la configuración del mismo; esto lo realiza por medio de la capa de middleware adaptativo. También se puede contemplar de la arquitectura, que no es sólo la adaptación al entorno (contexto) sino que también se usa otra capa que es la de adaptación a la interface de usuario; esto se debe a que cada dispositivo soporta diferentes tipos de datos para el despliegue de la información y por lo tanto es necesario adaptar ese despliegue según las características del dispositivo. Existe otra capa que es la de adaptación al contenido, para este tipo de software adaptivo no se tiene en cuenta únicamente las características del dispositivo o de los servicios, también adapta el contenido a las necesidades, preferencias y conocimiento del usuario. Sin embargo, la implementación de este middleware es compleja debido a que son muchos los aspectos a tener en cuenta para el funcionamiento de cada capa, además de la comunicación e integración entre estas que se ve obstaculizada por la falta de estándares y la creciente creación de dispositivos que utilizan formatos heterogéneos. 2 Homeostasis. Diccionario de la Lengua Española 2001. http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=homeostasis Figura 2. Arquitectura CMAI 1.3.3. PERFILES Los tipos de adaptación enunciados en la sección 1.3.2, para lograr sus objetivos usan dos tipos de perfiles: de usuario y de dispositivo. Para el desarrollo del proyecto se tomará en cuenta únicamente el perfil de usuario, pues es la base para la creación de los modelos de adaptación. Por tal motivo, se ofrecerá a continuación una breve descripción de Perfil de Usuario. 1.3.3.1. PERFIL DE USUARIO En un perfil de usuario se representan los gustos, necesidades y preferencias de cada uno de los usuarios de un sistema. Los perfiles de usuario tienen dos partes: una estática, que maneja los datos del usuarios que tienden a ser constantes en el tiempo (por ejemplo, nombre, fecha de nacimiento, características físicas, entre otros); y una parte dinámica, que es actualizada con base en históricos de interacción con el sistema. En el artículo Adaptive User Profile, Michlmayr et al [13], se habla de la necesidad que los perfiles de usuario sean implícitos, dinámicos y escrutable. El perfil Implícito se crea “mirando por encima del hombro” al usuario, tomando datos de sus tareas habituales (correo electrónico, gestión de documentos o la navegación web). Debido a que esta recolección de datos es fácil, este perfil implícito, reduce “la fatiga de entrada de datos” y el profiling3 inexacto. El perfil dinámico es el que se actualiza cuando las tareas que el usuario realiza están cambiando constantemente, es ver al usuario a través del tiempo. Un método, para el perfil dinámico, es una organización jerárquica de los intereses del usuario. Los perfiles escrutables son los que pueden ser examinados y 3 Profiling,Dictionary. http://dictionary.reference.com/browse/profiling comprendidos por el usuario, puede corregir errores de perfil y que partes de este puede ocultar por seguridad, entre otros. Esta adaptación del perfil de usuario es fundamental al momento de querer personalizar un servicio, ya que estos tipos de perfiles (implícito, dinámico y escrutable) hacen que el sistema conozca al usuario, en busca de acoplar sus características para prestarle un servicio óptimo. Sin embargo, la visualización, la recolección y la privacidad de los datos convierten a la integración de datos en algo complejo, esto debido a que son muchas variables las que se manejan y muchos puntos de conexión entre ellas. En la siguiente sección se habla de algunos trabajos relacionados con ZuGym, en las áreas de adaptación y personalización para la generación de dietas. Se resaltan las ventajas y desventajas de estos, con el fin de captar algunos conceptos que serían útiles al momento de desarrollar ZuGym. TRABAJOS RELACIONADOS 2. TRABAJOS RELACIONADOS En la presente sección se plasman los resultados de un trabajo de investigación enfocado en buscar herramientas para construir dietas, preferiblemente tomando en cuenta una rutina de ejercicios y las preferencias del usuario, resaltando ventajas y desventajas de cada solución encontrada. Las secciones denominadas “Cuadro Comparativo”, mostrarán tan solo un cuadro donde se resaltan las ventajas y desventajas de los sistemas relacionados expuestos en la sección con ZuGym. Las convenciones que se utilizan para las tabla son: el símbolo (+) indica que se tiene en cuenta el criterio, el símbolo (-) significa que no se tiene en cuenta el criterio y el símbolo (+/-) significa que se intenta tener en cuenta el criterio pero no se cumple satisfactoriamente. 2.1. GENERADORES DE DIETAS “ Las variaciones en los hábitos alimentarios, la reducción del gasto energético asociado a un estilo de vida sedentario, una población que envejece -junto con el hábito de fumar y el consumo de alcohol- son grandes factores de riesgo de padecer enfermedades no trasmisibles y representan un desafío en aumento para la salud pública”, la OMS [19]. Según este estudio, desde el último decenio, debido a la industrialización, la urbanización, el desarrollo económico y la globalización, los hábitos alimenticios de las poblaciones han cambiado. Estos cambios han teniendo repercusiones sobre la salud y el estado nutricional de la población, debido también a como se fabrican actualmente los alimentos, por ejemplo altos en contenido energético y grasas. Este consumo energético se une con el poco gasto que se hace del mismo (sedentarismo), creando un desequilibrio nutricional que conlleva a enfermedades no trasmisibles como: la obesidad, la diabetes, entre otras. Por este y otros motivos (enunciados en cada trabajo relacionado de esta sección) se ve la necesidad de crear diferentes sistemas, que buscan promover la creación y seguimiento de dietas, que contrarrestarían los problemas de salud por los malos hábitos alimenticios actuales. Para la generación de dietas actualmente se plantean varios sistemas que se basan en el manejo de ontologías. Es por esto que se mostrará a continuación un resumen de algunos artículos relacionados con el tema. Al final se mostrará un cuadro en el que se compara los planteamientos de ZuGym con los demás sistemas planteados. En el artículo FOODS: A Food-Oriented Ontology-Driven System [14] Una dieta no balanceada o con excesos puede causar problemas de salud o enfermedades como: diabetes, obesidad o problemas cardiovasculares. Este problema refleja la necesidad de crear un sistema que busque alimentos, platos y menús apropiados, personalizándolos con base en los gustos, preferencias e información médica de un usuario específico. Para darle una solución a este problema, en [14], se propone un sistema llamado FOODS (acrónimo de Food-Oriented Ontology-Driven System) cuya finalidad es mostrar sugerencias de platos o menús adaptando y personalizando el servicio de comidas para usuarios con características, preferencias y gustos específicos. Para el desarrollo de FOODS [14], se manejaron ontologías como el dominio de conocimiento, con el apoyo de las web semánticas europeas que entre otras se especializan en realizar bases de datos con ontologías de alimentos y que pueden ser usadas para sistemas generadores de dietas que emplean sistemas expertos como FOODS. Para la realización de estas ontologías, en [14] se plantean diferentes conceptos (categorías) relacionados que generan una ontología por alimento (ver Figura 4). Algunos ejemplos son: ingredientes, nutrientes, métodos de preparación, precio, entre otros. Otro factor importante de este sistema es la adaptabilidad de la interfaz gráfica, esto debido a que en [14] identificaron tres tipos de usuarios: clientes (por ejemplo, un chef en un restaurante), pacientes (por ejemplo una persona con diabetes en un hospital) y un “guest”, quien da al sistema la información de sus preferencias y gustos, (por ejemplo, sabores preferidos). Algunas ventajas de este sistema, es la adaptación para distintos tipos de clientes (por ejemplo, restaurante, clínicas, nutricionistas, etc.), además de la amplia base de conocimiento que usan (web semántica). La desventaja de éste sistema, es que no existe una integración con el ejercicio como apoyo a la dieta y no se tiene en cuenta el entorno del usuario. Figura 4. Concepto de alimento En el artículo Design of Diet Recommendation System for Healthcare Service Based on User Information [15], muestra que debido a que gran parte de los problemas que se dan en servicios de la salud son causados por la falta de personalización y buscan crear un servicio para la recomendación de dietas cuyo objetivo es prevenir y controlar las enfermedades coronarias por medio de la sugerencia de alimentos específicos a partir de un análisis basado en la condición nutricional de cada paciente. Para esto, construyen un modelo para la extracción de nutrientes denominado Nutrient Extraction Model que toma en cuenta una serie de datos del paciente (tales como cantidad de actividad física, historia de enfermedades familiares y del paciente, preferencias alimenticias según época del año y consumo alimenticio diario, entre otros) para calcular el impacto de la recomendación de una dieta al calcular los nutrientes que el paciente debe ingerir. Es importante resaltar, que el modelo incluye un módulo de Signos Vitales del Usuario que recibe información en formato XML de una serie de sensores. Además, el modelo permite predecir una estimación de la condición de salud de un paciente a futuro y puede ofrecer una dieta dependiendo de los objetivos del paciente (como por ejemplo, mantenerse saludable, fortalecer fuerza física y comida por épocas del año). El modelo se implementa basándose en una arquitectura de Sistemas MultiAgente, que incluye agentes que controlan el módulo de Signos vitales del Usuario, administran y mantienen la información médica del paciente y gestionan su dieta. Como trabajo futuro, se proyecta la introducción de un middleware que permita reconocer el contexto del paciente para obtener información sobre sus actividades, patrones y hábitos alimenticios (tiempos en el que come, número de comidas y cantidad de comidas). Una de las ventajas que [15] resalta es el tomar en cuenta las preferencias del usuario, pero tal vez la desventaja más visible es la falta de una herramienta tecnológica que realmente modele el contexto del usuario y los tipos de alimentos y platos que se pueden incluir en la dieta, tomando en cuenta la información de nutrientes que resulta del modelo para la extracción de nutrientes. En el artículo Intelligent Healthcare Agent for Food Recommendation at Tainan City [16], basan su propuesta en que algunas veces las personas consumen más calorías que las que queman, lo cual conlleva al aumento de peso; por tal motivo es importante crear mecanismos que gestionen registros del conteo de calorías consumidas por una persona. En [16], se propone un agente inteligente para el cuidado de la salud en la ciudad de Tainan4, que incluye un mecanismo para la construcción de una ontología de alimentos que se basa en un motor de inferencia difusa y un mecanismo inteligente para la búsqueda y recomendación personalizada de rutas alimenticias (rutas donde se muestran restaurantes o lugares donde se pueden conseguir los platos sugeridos). El agente inteligente, basándose en la ontología de comidas de la ciudad de Tainan y los requerimientos únicos de cada usuario (Por ejemplo, el usuario solicita las comidas más populares de una zona específica de la ciudad), construye una ontología personalizada de alimentos la cual tiene una estructura de tres capas: capa de conceptos (por ejemplo, comida más popular, merienda, plato principal), capa de relaciones (por ejemplo, localizado, parte de, pertenece a) y capa de instancias (por ejemplo, Dumplings de carne Fuji). A continuación el agente, basándose en el mecanismo inteligente de búsqueda que utiliza un algoritmo de optimización de la colonia de 4 Tainan está situado en el suroeste de Taiwán, China. http://www.tncg.gov.tw/default_e.asp hormigas (ant colony optimization), busca una ruta personalizada de alimentos cuyos resultados son desplegados en Google Maps. Entre los trabajos futuros, en [16] se espera aplicar aprendizaje por medio de algoritmos genéticos o redes neuronales que se adicionen al motor de inferencia difusa para optimizar el método que proponen. Una ventaja de la solución propuesta con respecto a trabajos relacionados, es la propuesta de recomendar una ruta personalizada alimenticia. No obstante, como desventaja se resalta la falta de consideración de la información médica del usuario y su estado de salud, lo cual significa que esta aproximación no es realmente personalizada. Por otro lado, el sistema sólo suministra información sobre las calorías que se encuentran en la dieta propuesta y la solución da por hecho que el usuario conoce la cantidad de actividad física que debe hacer para compensar por las calorías consumidas. Otra desventaja provista es la construcción manual de la ontología de alimentos, la cual depende de un conjunto de expertos que se valen de información encontrada en Internet. En Intelligent Ontological Multi-Agent for Healthy Diet Planning [17] y en A Novel Type-2 Fuzzy Ontology and Its Application to Diet Assessmen [18] se plantea que los buenos hábitos alimenticios conllevan a un estilo de vida saludable, minimizando el riesgo de contraer enfermedades. En [17], se propone Intelligent Healthy Diet Planning Multi-Agent (IHDPMA), el cual se construye alrededor de en un Sistema MultiAgente que se fundamenta en una ontología de comidas, una base de conocimiento y un repositorio de reglas. El sistema tiene un agente de perfil de usuario, un agente de análisis de hechos nutricionales responsable de analizar los nutrientes y calorías obtenidas de una porción de alimento, un agente de análisis de conocimiento que refina la información suministrada por el agente de análisis de hechos nutricionales transformándola en forma de porcentajes, un agente de descubrimiento que a partir de los porcentajes obtenidos por el agente de análisis de conocimiento obtiene la diferencia entre las calorías actuales y las calorías deseadas, un agente de inferencia difusa que infiere el estado de la dieta (¿qué tan saludable es una dieta?) y un agente generador de semántica que transforma el conocimiento obtenido en frases que un experto en el dominio pueda entender; los cuales ayudan a las personas a hacer frente al problema de planificar una dieta saludable manteniendo registro del estado de salud que se obtiene al seguir una dieta determinada. Un trabajo que surge a partir de [17], es [18], donde se profundiza y refina la base de conocimiento y el repositorio de reglas propuesto (ver Figura 5). En[18], un agente toma en cuenta conjuntos difusos de tipo-2 (Type-2 Fuzzy Sets –T2FS) construidos a partir de un motor de inferencia que se basa en un modelo tipo-2 de ontologías (Type-2 Fuzzy Ontology –T2FO) representada en Fuzzy Markup Languange (FML), para la evaluación de una dieta. La T2FO define conceptos y relaciones construyéndose bajo una estructura de seis capas: capa del dominio (Type-2 Fuzzy Food), capa de categorías (Ej. Bebidas), capa de conceptos difusos (Ej. agua mineral), capa de variables difusas (Ej. BMI, Edad), capa de conjuntos difusos (Ej. el conjunto -bajo, balanceado, alto- o el conjunto -joven, mitad, viejo-), y la capa T2FS (define el estado de salud en cuanto a la dieta con el conjunto: muy poco saludable, poco saludable, medio saludable, saludable, muy saludable). El agente inteligente, valiéndose de su base de conocimiento (la T2FO) y un conjunto de reglas difusas (con 729 reglas con una estructura de IF X is Y THEN Z), recibe como entrada registros acerca del consumo alimenticio diario del paciente e infiere la evaluación de la dieta. Finalmente, un motor de análisis semántico muestra frases semánticas que son almacenadas en un repositorio y enviadas a un experto en el dominio para solicitar confirmación y validación de los resultados. Como ventaja del modelo propuesto por [18], se encuentra la definición de una ontología que permite una representación más exacta del dominio por medio del uso de variables difusas de tipo-2. Como desventaja de [17] y [18], se resalta que expertos en el dominio deben construir de forma manual la T2FO basándose en datos de nutrición reunidos de Internet y de tiendas en Taiwan, y de datos del perfil personal de los voluntarios involucrados en las pruebas experimentales. Por otro lado, el trabajo no toma en cuenta la actividad física del paciente ni sus gustos/preferencias, sólo las calorías que éste consume diariamente. Para la muestra experimental se tomaron en cuenta pacientes con un nivel promedio de actividad física. Por último, se resalta que el sistema IHDPMA no sugiere alimentos ni construye una dieta, tan sólo ofrece una evaluación de la última. Figura 5. T2FO y Sistema de Reglas [18] 2.1.1. Cuadro Comparativo SNAE C [14] KIM J [15] LEE CS [16] LEE CS [18] Y WANG MH [17] ZUGYM +/- + - - + Estilo de vida del usuario (sedentario, inactivo, etc.) - + + - + Hábitos nutricionales (ej. comidas diarias) + - - - + Adaptación según estado de salud (diabetes, obesidad, etc.) + + - - + Personalización gustos y/o preferencias del usuario (sabores, preparación de alimentos, etc.) + + + - + Apoyo en bases de conocimiento (características de los alimentos) + - + + +* Soporte de diferentes tipos de clientes (clínicas, gimnasios, restaurantes, etc.) + - - - - Integración con otros servicios (ej. rutinas de ejercicio) - - - - +** Uso de sistemas MultiAgentes - + + + + - - +/- + + - - - + - CRITERIOS Generación de dietas Modelación del contexto del usuario Validación de resultados (dietas, comidas, especificación de alimentos, etc.) Tabla 1. Comparación trabajos relacionados en nutrición * La base de conocimiento, es sólo una base de datos, no son ontologías u otras formas de representación. ** Aunque en el proyecto especial no se va a tener en cuenta esta integración, eso hace parte del modelo del dominio de ZuGym. 2.2. SISTEMAS DE USO DIARIO PARA SEGUIMIENTO DE DIETAS Pobres estilos de vida, sobrepeso, inactividad física, privación del sueño y estrés son factores de riesgo causantes de enfermedades crónicas. Es importante que cada persona tenga el poder para asumir la responsabilidad sobre su propia salud y bienestar, y por tanto nuevas soluciones para modelar el control de dichas enfermedades deben desarrollarse. Un diario alimenticio es útil para mantener registro regular de las calorías consumidas por un usuario, permitiendo entender dónde o por qué una dieta falla, ayudando a revelar los insumos calóricos del usuario; de esta manera, éste podrá entender si consume demasiadas o muy pocas calorías. Este tipo de herramientas tienden a ser pervasivas, demandantes y requieren de costumbre y disciplina para llevar a cabo un uso correcto de la herramienta. De esta manera, los incentivos ofrecidos por los diarios alimenticios y sistemas personales para la salud, deben compensar el esfuerzo y el tiempo que el usuario invierte en el ingreso de datos. A continuación, se describen a profundidad dos ejemplos de este tipo de herramientas, HyperFit y Wellness Diary, y se desarrolla un cuadro comparativo de éstas con la solución propuesta por ZuGym. Finalmente, se exponen brevemente herramientas relacionadas que se encuentran en Internet y su respectiva comparación con ZuGym. A continuación se describirán algunos de ellos, describiendo su funcionamiento y cuáles son las ventajas y desventajas del mismo. 2.2.1. Wellness Diary [19][20][21] [22] Como solución a lo planteado al inicio de la sección, el proyecto Nuadu [19] propone la integración de sistemas de salud personales (acrónimo de Personal Health Systems-PHS), los cuales representan un conjunto de herramientas que buscan apoyar un cambio en el estilo de vida de sus clientes promoviendo comportamientos que conducen a una vida saludable. Entre los tipos de PHS se encuentran: dispositivos de control diseñados para el uso diario y personal, aplicaciones de salud que se ejecutan en una plataforma móvil diseñadas para el uso personal en un contexto diario a largo plazo, aplicaciones web diseñadas para el uso diario y a largo plazo y, sistemas de sensores y dispositivos que proporcionan datos precisos relacionados con la salud pero son inconvenientes, poco prácticos y costosos para el uso constante. Una de las herramientas propuestas por el proyecto Nuadu es el Wellness Diary (WD) [19][20], una aplicación móvil cuyo propósito es dar soporte a la auto-observación del comportamiento regular (generalmente diario) relacionado con la salud y ofrecer retroalimentación. Los usuarios de WD podrán aprender sobre su estilo de vida y recibir apoyo en el momento de llevar a cabo y mantener cambios en sus comportamientos regulares. WD proporciona información gráfica de corto y largo plazo (tendencias) para los datos registrados y permite la personalización de sus modelos de datos al establecer mecanismos para adicionar nuevos parámetros a los ya establecidos (ver Figura 6). Al mismo tiempo, la herramienta permite añadir soporte en la entrada de datos por medio de dispositivos embebidos. Figura 6. Menu de opciones Wellness Diary [19][20] [21][22] Por medio de estudios orientados al análisis del uso de la aplicación WD [21][22], se han identificado las áreas donde se necesitan llevar a cabo mejoras, que son: personalización de la aplicación a las necesidades individuales de los usuarios, aumento de la motivación durante las primeras etapas del uso, mantener la motivación y ofrecer apoyo en la recuperación de la recaída en el uso a largo plazo. Además, se encontró que WD es intuitivo y fácil de usar, ayudó a los participantes del estudio a controlar su peso, ser más activos, y observar sus comportamientos alimenticios. La capacidad de WD de ofrecer retroalimentación acerca del progreso a largo plazo fue un fuerte factor motivacional. Sin embargo, inicialmente la falta de motivación y de compromiso son un obstáculo importante para el uso del WD, más adelante, la vida cotidiana, la falta de tiempo, el olvido y las vacaciones causan rupturas en el uso de la aplicación. Otras barreras de uso son entradas monótonas de datos y la falta de soporte al uso cíclico, este último se refiere a suplir las rupturas en el uso del sistema (desuso por periodos de tiempo), y soportar una forma fácil para reiniciar el uso después de una ruptura). Se concluye, que la clave para el éxito de WD es su simplicidad y movilidad, permitiendo el acceso rápido y el fácil uso independiente de la localización y el tiempo. Una de las ventajas de WD, es el permitirle al usuario llevar un control sobre los datos que conciernen a su estilo de vida. WD, es una herramienta para apoyar la decisión de cada usuario de cambiar sus malos hábitos, permitiéndole aprender y recibir retroalimentación sobre sus comportamientos actuales e incentivando comportamientos que conduzcan al bienestar del usuario. No obstante, como desventaja, es claro que es difícil esperar que todo tipo de persona se encuentre dispuesta a utilizar de manera constante y de forma disciplinada herramientas pervasivas como lo son el WD, sin ofrecer los incentivos adecuados para que el uso de la herramienta sea parte de la rutina diaria del cliente. 2.2.2. HyperFit [23] HyperFit [23] es un servicio en Internet, que puede ser accedido por medio de un dispositivo móvil o un computador personal, para el manejo de dietas y rutinas. Su objetivo principal es incentivar la alimentación sana al imitar el proceso de orientación que ofrecen los servicios de nutrición personalizada. HyperFit incluye herramientas para auto-evaluación de hábitos alimenticios, para la especificación de metas, diarios de ejercicios y comida, herramientas de análisis y seguimiento, y módulos que ofrecen retroalimentación y motivación proporcionada por un entrenador virtual. Un factor diferenciador de HyperFit con trabajos relacionados es el uso de hybrid media (www.hybridmedia.org), la cual permite combinar datos impresos (ver Figura 7-en el caso de HyperFit, es la lectura por medio de la cámara de un dispositivo móvil, de un código de barras para agregar datos a las entradas de un alimento o ejercicio) con tecnología móvil para mejorar la usabilidad y despertar interés hacia el uso de la herramienta. El objetivo principal de HyperFit es combinar Internet, hybrid media y tecnología móvil con conocimiento nutricional profesional. Figura 7. Hybrid Media [23] Al llevar a cabo estudios orientados al uso de la herramienta se encontró que el servicio fue útil para compartir datos entre usuarios y profesionales médicos. No obstante, se encontró que la herramienta demandaba esfuerzo y compromiso por parte del usuario para proveer la gran cantidad de información que se requiere con el fin de mantener los diarios. Entonces, la limitación principal de éste tipo de herramienta es que muchas personas no se encuentran dispuestas a hacer el esfuerzo dada la falta de motivación con el fin de monitorear su propio comportamiento. En trabajos futuros, el reto es que la retroalimentación ofrecida por el usuario al sistema requiera menos esfuerzo y se lleve a cabo de una manera más natural (usuarios especificaron que un uso más natural era utilizar el servicio por una a dos semanas por ciertos intervalos de tiempo). Es importante resaltar que un problema que enfrentó el equipo de trabajo de HyperFit, es la falta de información nutricional. La información existe pero por razones políticas y comerciales se prohíbe su uso. Una ventaja de HyperFit frente a WD y trabajos relacionados, es el uso de hybrid media que optimizan el ingreso de datos al sistema. Una ventaja de HyperFit junto con WD, es la movilidad provista por la naturaleza de las herramientas. Por otro lado, HyperFit adapta sus resultados en cuanto a los objetivos establecidos por los usuarios más no en cuanto a sus gustos y preferencias. Las desventajas de HyperFit, WD y otras herramientas pervasivas relacionadas con la manutención de diarios de actividad física y alimentos, es la demanda que imponen sobre el usuario, al encontrarse éste obligado a ingresar datos diarios lo cual exige disciplina, persistencia y esfuerzo. No obstante, el usuario debe evaluar si los resultados del uso de la herramienta compensan el esfuerzo agregado en su uso. 2.2.3. Cuadro Comparativo CRITERIOS DIARIO ALIMENTICIO DIARIO DE RUTINAS PERSONALIZACIÓN ADAPTACIÓN HYBRID MEDIA REQUIERE DE USO DIARIO CREACIÓN DE DIETA WELLNESS DIARY [19][20] [21][22] HYPERFIT [23] ZUGYM + + + - + + + + + - + + - - - + Tabla 2. Comparación trabajos relacionados de sistemas de uso diario 2.3. Herramientas para Generación de Dietas en Internet En esta sección se mostrará una pequeña descripción de algunas herramientas de software, que se encuentran en internet, para el manejo de dietas y rutinas. Al final de la sección se presentan cuadros comparativos en los cuales se muestra las características más relevantes al momento de generar y llevar a cabo un control de dietas y rutinas de ejercicio. 2.3.1. Vida One Diet & Fitness [24] Vida One Diet & Fitness [24], combina dos populares programas (MySportTraining y MyPersonal Diet). Presenta un apoyo a la hora de llevar una rutina de ejercicios así como para llevar un control de la dieta de cada persona; todos estos datos es posible mostrarlos en distintos formatos como gráficos o tablas de resultados. Si se dispone de un dispositivo móvil compatible con Windows es posible llevar la información de un lugar a otro en su dispositivo con el nuevo sistema de sincronización. Una de las grandes ventajas de Vida one Diet & Fitness es la gran compatibilidad que tiene con otros dispositivos como palm os y windows móviles para el almacenamiento de la información. También es importante resaltar que posee una base de datos muy completa con gran cantidad de información acerca de alimentos y rutinas. En cuanto a sus desventajas lo que más se puede resaltar es que a pesar de que su información es puede estar en varios dispositivos es imposible accederla desde un servicio web, esto significa que solo es posible acceder a la información si se tiene la aplicación instalada y la información de manera local. 2.3.2. WeightMania [25] WeightMania es un software en el cual es posible conocer detalles acerca de los entrenamientos y el consumo de alimentos. Sin embargo, el programa no brinda listas predeterminadas de ejercicio, ni gráficos que muestren el progreso. Una ventaja de este sistema, es que puede medir el progreso mediante un enfoque matemático, haciendo uso de la estadística y el cálculo WeigthMania. Este método brinda un seguimiento muy exacto de la actividad física y la dieta. En las ventajas de este software frente a otros se encuentra la posibilidad de acceder mediante servicios web a algunas de las funcionalidades del software así como a la información de dietas y ejercicio. Sin embargo la falta de una biblioteca de alimentos hace que la parte de dietas sea muy restringida y de difícil uso para el usuario. 2.3.3. ProTrack [26] Protrack es un software que brinda un seguimiento de la dieta muy detallado a partir gráficos, y herramientas para planificar y controlar la misma. Se enfoca en el uso en gimnasios en los cuales es capaz de llevar a cabo un manejo de rutinas según el tipo de actividad (“Fuerza y Cardio”) y la elaboración de un programa de actividades que conlleven al usuario a lograr los resultados buscados. ProTrack es un software cuya característica más destacada es facilidad de uso y resultados muy detallados y de distintos tipos, que a pesar de brindar una gran cantidad de información al usuario, también da una gran cantidad de ayuda para que sean fáciles de comprender y manipular. Su gran desventaja es que a pesar de los resultados detallados y facilidad de uso la información que posee para realizar análisis nutricionales es muy limitada, otra característica en su contra es que no permite llevar un control de dietas ni tampoco de rutinas de ejercicio. 2.3.4. IFitness [27] iFitness proporciona imágenes reales de los diferentes tipo de ejercicios que podemos realizar. En total, esta aplicación incluye 100 tipos de ejercicios distintos, dependiendo de la parte del cuerpo que se quiera mejorar o si se desea mantener en forma. Software desarrollado para iPhone cuya mayor ventaja es la movilidad y la guía que presenta al usuario de cómo desarrollar distintos ejercicios que trabajan distintos lugares del cuerpo. Su mayor desventaja es que no incorpora un manejo nutricional relacionado con la actividad física. 2.3.5. Tap & Track [28] El Tap & Track permite llevar del usuario un control sobre su consumo de calorías por el cálculo de su tarifa metabólica básica (BMR) y encontrar las necesidades diarias de calorías de su cuerpo, tomando como base su sexo, edad, peso y altura. La aplicación también considera el tipo de trabajo del usuario y aplica la conocida ecuación de Harris Benedict para realizar los cálculos. La gran ventaja de este software es que integra los servicios de manejo de dietas y rutinas. También es importante que posee características como el acceso desde dispositivos móviles y un portal web de tal forma que la información sea accesible desde cualquier lugar. Su desventaja es la falta de asesoría y ayuda por parte de la aplicación la cual no brinda una guía con la cual pueda mejorar la experiencia del usuario al momento de usar la aplicación. 2.3.6. Diet Master 2100 [29] Software de nutrición que aconseja sobre cómo llevar una dieta con una interfaz simple. Ofrece además herramientas para diseñar y mantener una dieta sana que se ajuste a las necesidades del usuario. Su mayor ventaja es la integración de elementos relevantes a la hora de llevar control nutricional. También es importante mencionar que funciona sobre una gran variedad de plataformas, su mayor desventaja es su manejo ya que no es del todo intuitivo. 2.3.7. Nutrinote [30] Nutrinote es una herramienta para planear, registrar y controlar la dieta diaria de un usuario. Posee funcionalidades como ayudar a trazar y evaluar los progresos hacia los objetivos de la dieta o características para ayudar a atender necesidades dietéticas especiales, como la diabetes entre otros. Su mayor ventaja es que toma en cuenta patologías como la diabetes y otras enfermedades que pueden afectar los hábitos alimenticios de la persona. Su mayor debilidad es que a pesar de que toma en cuenta el manejo de la dieta no posee un control sobre alimentos específicos como tal sino solo de platos de comida ya predefinidos. 2.3.8. DietPower [31] Diet Power es un programa que proporciona una retroalimentación y la función de seguimiento para ayudar a mantenerse dentro de su objetivo de pérdida de peso. El programa también genera recomendaciones en cada sesión para hacer que la experiencia del usuario sea más agradable. Su principal ventaja es la integración de todos los servicios de dietas como seguimiento, recomendaciones, etc. apoyado sobre una base de conocimiento muy amplia con lo cual se logra un servicio excelente al usuario. Sin embargo una de las mayores críticas por parte de los usuarios es que no es fácil de usar por lo que a pesar de la gran cantidad de servicios que presta los usuarios tienden a usar otras aplicaciones que sea más simple y fácil de entender 2.3.9. Cuadro Comparativo RUTINAS DIETAS CARACTERISTICAS GENERALES APLICACIONES RUTINAS Y DIETAS Vida one Diet & Weight ProTrack Fitness Mania[25] [26] [24] IFitness[27] Tap & TracK [28] ZuGym Calendario + + + - + + Movilidad +/- + - + +/- +/- Servicios Web - + - - + + Personalización (“Aprendizaje por parte del sistema”) - - - - + + Consejos de Nutrición + + + - + + Manejo de Dieta - - - - + + Agregar/Borrar Dietas - - - - + + + + + - + + - + - - + + Biblioteca de Alimentos + - - - + + Generación de Dietas - - - - + + Generación de Rutinas - - - - + + Manejo De Rutinas + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Análisis de Rendimiento + + + + + + Manejo de Rutinas Fuera del Gimnasio + + + + + + Calculador de RDA Diarios (“Alimentos a Consumir”) Personalización (“manual”) de número de comidas Adición/Borrado de Rutinas Control de Progreso Adicionamiento/Borrado de Ejercicios Tabla 3. Comparación herramientas que integran rutinas y dietas *Es posible transportar datos mas no usar los servicios. APLICACIONES DE DIETAS DIET MASTER 2100[29] NUTRINOTE[30] DIETPOWER[31] Establecimiento de Metas + + + Control de avances + + + Control del factor médico + + + Historial de peso + + + Historial nutricional + + + Control de Alimentos + - + - + + + + + Información de Calorías Agregar/Borrar Alimentos Tabla 4. Comparación aplicaciones de dietas TECNOLOGÍA DE DESARROLLO 3. TECNOLOGÍA DE DESARROLLO En esta sección se identifican las posibles herramientas de tecnología para tomar en cuenta en el momento de implementar el proyecto; ventajas y desventajas que ofrece cada una con respecto a las características y necesidades planteadas por el Proyecto Especial. Específicamente se habla de los Sistemas Multiagente, que plantean una solución aproximada para el desarrollo de ZuGym, debido a algunas de sus características, las cuales serán expuestas en la sección 3.1 3.1. SISTEMAS MULTIAGENTE El campo de la Inteligencia Artificial (IA) no sólo pretende entender sino también construir entidades inteligentes, sistemas que piensen o actúen racionalmente; entendiéndose como un sistema racional aquel que hace “lo correcto” en función de su conocimiento [32]. Los fundamentos de la IA provienen de un conjunto de campos de las ciencias como lo son la filosofía, matemáticas, economía, neurociencias, psicología, cibernética, entre otros [32]. A través de su evolución, en el campo de la IA se han abordado estudios acerca del comportamiento humano, trabajos donde se busca imitar sistemas complejos de la naturaleza por medio de técnicas bioinspiradas (como lo son los algoritmos genéticos y aprendizaje por medio de redes neuronales), entre muchas otras investigaciones; pero tal vez uno de los logros más interesantes fue la creación de los agentes, herramientas que proponen un marco integrador de los elementos en la IA [33]. Un agente es cualquier entidad que percibe su entorno a través de sensores y actúa sobre el mismo mediante efectores [32]. Un agente es una entidad física (robot) o virtual (software) [32][34] [33], que: Reside en un ambiente dinámico y complejo [33]. Cuenta con un conjunto de objetivos [34], representados por situaciones que desea alcanzar [33]. Es capaz de controlar su proceso de toma de decisiones optando por las acciones correctas, en persecución de uno o varios objetivos, basándose en la percepción de su ambiente y tomando en cuenta sus recursos, conocimientos y habilidades [35][32]. Un agente debe poseer las siguientes características o propiedades [35]: Autonomía: los agentes son autónomos en la medida en que toman decisiones de manera nodeterminista, sin intervención directa de humanos u otros, tomando el control sobre sus acciones y su estado interno. Esta característica permite la delegación de tareas donde se necesita supervisión e intervención mínima para que el agente lleve a cabo sus tareas. Sociable: los agentes pueden interactuar con otros agentes (posiblemente humanos) por medio de algún tipo de lenguaje de comunicación de agentes predefinido. La comunicación permite que los agentes cooperen para llevar a cabo tareas complejas. Reactivo: los agentes perciben y responden a los cambios u eventos que ocurren en su ambiente. Pro-activo[35]: los agentes no simplemente actúan en respuesta a su ambiente, ellos son capaces de exhibir comportamientos orientados a objetivos al tomar la iniciativa sobre sus acciones. Además, un agente puede poseer las siguientes características o propiedades [35]: Benevolente: es dado que los agentes no tienen objetivos contradictorios, y que por tanto cada agente siempre intentará cumplir con lo que es solicitado de él. Racional: un agente actuará a favor de cumplir con sus objetivos. Móvil: la habilidad de un agente de migrar por una red. Para un agente móvil se deben tomar algunas consideraciones especiales por ejemplo, seguridad. Adaptativo: un agente puede tener la habilidad de adaptarse a su contexto para que pueda llevar a cabo correctamente sus tareas. Perseverante: un agente puede llevar a cabo tareas que tomen largos periodos de tiempo. Cuando un ambiente es muy complejo para ser observado por un agente surge la necesidad de crear Sistemas MultiAgente (sociedad de agentes o inteligencia artificial distribuida); pues un agente, por sí solo, se encuentra en capacidad de realizar únicamente tareas simples [33]. Un Sistema MultiAgente es aquel que: Contiene un conjunto de agentes que comparten un entorno, donde cada agente posee información incompleta, habilidades restringidas y persiguen un conjunto de objetivos (individuales o colectivos) que sobrepasan sus capacidades individuales [36][37]. Posee agentes que interactúan por medio de un lenguaje de comunicación de agentes predefinido, típicamente por medio del intercambio de mensajes a través de una infraestructura de red computacional; con el fin de cooperar, colaborar, coordinar y negociar para cumplir sus objetivos [37]. El control del sistema es distribuido, los datos descentralizados y la computación es asincrónica [36]. Posee agentes que se encuentran unidos por medio de relaciones (Ej. Organizacionales)[37]. Los Sistemas MultiAgente representan un nuevo paradigma para entender y construir sistemas distribuidos, donde es dado por hecho que los componentes computacionales son autónomos: capaces de controlar sus comportamientos para impulsar sus propios objetivos [37]. SINTESIS Y REFERENCIAS SINTESIS Las conclusiones obtenidas a partir de la investigación que se llevó a cabo para desarrollar el presente documento de estado del arte, son: - - - Se encontró un gran número de trabajos que buscan resolver el mismo problema, la falta de herramientas de software que apoyen la generación de dietas y el seguimiento de la mismas, pero ninguno es completo ni toma en cuenta conceptos básicos de la personalización (especialmente en cuanto a gustos y preferencias) ni de la adaptación. Existen teorías y estudios que se aplican a nuestro problema de investigación; las contribuciones de dichos estudios se tomarán en cuenta en el momento de crear nuevos estudios y soluciones para el proyecto ZuGym. Existen herramientas y soluciones relacionadas a la propuesta de ZuGym, como la creación de ontologías para el manejo del concepto alimento o el uso de Sistemas MultiAgentes como herramienta para el desarrollo de sistemas que generan dietas. Las técnicas y aproximaciones actuales, sus ventajas y desventajas, serán tomadas en cuenta en el momento de refinar la propuesta de solución del proyecto ZuGym. En adición a esto, y con base en las ventajas y desventajas encontradas definidas en el presente documento, a continuación se puntualizará en algunas que serán tenidas en cuenta para el desarrollo de ZuGym: - - - - Debido a que uno de los factores, más significativos y que dará un valor agregado a ZuGym, es la adaptación. Dentro del desarrollo de los modelos de adaptación de ZuGym, se tendrán en cuenta dos tipos de adaptación [10]: adaptación al contenido y adaptación a la interface de usuario. En adición a esto, también se podrá tener en cuenta la adaptación para distintos tipos de clientes, por ejemplo: restaurante, clínicas, nutricionistas, etc. Con respecto a los perfiles de usuario [13], se tendrán en cuenta dos aspectos: el perfil implícito, el dinámico y el escrutable. Esto con el fin de mejorar la interacción del usuario con el sistema y no sobrecargarlo al momento de entrar los datos, ya que por la naturaleza del servicio, es bastante la información que se necesita. Además, se tendrá en cuenta dar el apoyo al usuario, dándole retroalimentación sobre sus comportamientos [19] e incentivándolo y educándolo, estos con respecto a los conceptos importantes en una dieta. El uso de ontologías para la representación de los alimentos y de los diferentes conceptos relacionados con la dieta, es un común en la mayoría de los trabajos relacionados. Estas representaciones, se tomarán en cuenta para modelar los conceptos relacionados con la generación de dietas. Los conceptos se tomarán de los resultados de la entrevistas y se encuentran especificados en el Documento de Resultados de Entrevistas. Una de las falencias que fue iterativa, en la mayoría de trabajos y sistemas relacionados, es que no se tiene presente la necesidad de unir las dietas con la actividad física. Como se planteó en la sección 2, no se pueden tomar como conceptos separados, ambos (dietas y actividad física), hacen parte fundamental para un estilo de vida saludable. Siendo esto último el problema que el proyecto busca solucionar. Con respecto a las tecnologías de desarrollo, una aproximación basada en Sistemas MultiAgente es favorable para la implementación de un proyecto con las características del presente Proyecto Especial. En primera instancia, la herramienta de apoyo es inherentemente distribuida, pues debe manejar módulos de trabajo para el nutricionista y sus clientes en diferentes computadores a través de una red. Por otro lado, asignar las diferentes tareas que debe desarrollar la herramienta a un número de agentes permite que estos continúen ejecutándose cuando el usuario no se encuentre conectado al sistema, de esta manera, el agente representará al usuario buscando de manera proactiva servicios de tipo push (no solicitados explícitamente por el usuario) y recomendaciones para éste. Un agente posee habilidades favorables para ofrecer servicios inteligentes, entre esos puede observar su ambiente y aprender de éste (Ej. Aprender a partir de las interacciones con los usuarios). Por último, los agentes pueden actuar en representación de un cliente o del nutricionista de manera autónoma. Al poder actuar en representación del nutricionista, un agente podrá proveer servicios a los clientes cuando el nutricionista no se encuentre conectado al sistema, y de esta manera, el servicio que le es prestado al cliente será más eficiente. En conclusión, con base en los conocimientos adquiridos en el presente trabajo, se dará inicio a la creación de los modelos de adaptación. Estos modelos, serán la base para el desarrollo de la capa de adaptación de ZuGym y representarán todos los conceptos necesarios para que el sistema logre el objetivo de la generación personalizada de dietas. REFERENCIAS [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] R. Hernandez Sampieri, C. Fernández, y P. Baptista, Metodología de la Investigación, Iztapalapa, México: Mc Graw Hill, 1997. E. Lopategui, «Conceptos Básicos de Nutrición», Saludmed Available: http://www.saludmed.com/CtrlPeso/CptosBas/CptosBasN.html. «OMS | Nutrición», Organización Mundial de la Salud Available: http://www.who.int/topics/nutrition/es/. Real Academia Eapañola (RAE), «Dieta | Defición», DICCIONARIO DE LA LENGUA ESPAÑOLA - Vigésima segunda edición Available: http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=dieta. G. Varela, M. 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