Health@Home – Reti di sensori per l’home automation estese al monitoraggio della salute

Il mercato offre un ventaglio ricco di dispositivi e tecnologie, per la maggior parte basate sull’ICT, per realizzare case energeticamente performanti e in grado di garantire le migliori condizioni di comfort per tutti i generi di occupanti.

Facendo uso di queste tecnologie, oggi la sfida è rivolta all’integrazione di servizi per migliorare la vita, creando ecosistemi mirati non solo alla gestione dell’edificio e dei suoi impianti, ma anche alla gestione degli altri aspetti della vita degli occupanti, come la salute.

Partendo dall’esperienza ormai consolidata e matura dei sistemi domotici è possibile oggi pensare di integrare funzionalità e servizi che rendano più agevole la vita dei cittadini, in particolare per le categorie con maggiore bisogno di assistenza. Ad esempio, dalla letteratura è noto come gli anziani preferiscano vivere nella propria abitazione vicino ai loro familiari il più a lungo possibile. Inoltre, i servizi socio-sanitari residenziali e i costi che derivano dalle cure mediche si abbassano considerevolmente quando questi vengono svolti nelle abitazioni degli anziani piuttosto che in cliniche e ospedali.

I servizi di Active and Assisted Living (AAL) sono sempre più richiesti proprio per diminuire i costi ma soprattutto perché è stato dimostrato negli anni che attraverso un’assistenza all’anziano in casa è possibile migliorare notevolmente la sua qualità della vita, allungare il periodo in cui può vivere da solo e migliorare la sua socialità e interazione con l’esterno. Tutto ciò può avvenire grazie all’integrazione di sistemi biomedicali e ICT nelle abitazioni, integrando così la gestione della casa con la gestione dei servizi in un unico framework.

Il progetto [email protected] è stato primo classificato nell’area Salute nella graduatoria del bando “Smart Cities and Communities” lanciato dal Ministero dell’Istruzione, Università e Ricerca nel 2012. Il progetto con un costo iniziale di 22 mln di euro è iniziato nel gennaio 2014 e terminerà alla fine del 2018. Il progetto vede la collaborazione di importanti aziende a livello nazionale, quali Telecom, Bticino, e Dedalus. Il settore della domotica è rappresentato da alcune rilevanti realtà quali Elica, Whirlpool e MR&D (riunite insieme nel consorzio Homelab con Bticino) in collaborazione con prestigiosi atenei quali La Sapienza di Roma, l’Università Politecnica delle Marche, l’Università di Genova, oltre al CNR. Il tutto supportato da un nutrito network di piccole e media imprese.

Il progetto [email protected] mira a creare un modello di assistenza al cittadino basato su una rete di servizi sanitari e sociali integrati mediante dispositivi/sistemi interoperabili. La rete poggerà su un’infrastruttura Cloud finalizzata a connettere le società e gli Enti che offrono i servizi con i soggetti utilizzatori che ne fruiranno, ovvero i cittadini e le famiglie nelle loro case. L’infrastruttura sarà aperta ed accessibile a tutti e progettata in modo che possano essere offerti, oltre ai “normali” servizi attualmente erogati, anche servizi innovativi e attualmente difficilmente erogabili se non a costi elevati. Col termine “servizi” si intendono i servizi sanitari (monitoraggio a distanza, trattamento dati a distanza, Fascicolo Sanitario Elettronico, telemedicina), i servizi territoriali (erogati da Amministrazioni pubbliche e/o private), i servizi sociali (es. assistenza) ed anche i servizi base normalmente offerti da privati (farmacie, catering, manutenzione apparecchi domestici, etc).

Schema del progetto [email protected]

Una parte fondamentale del progetto [email protected] è l’infrastruttura (hardware e software) che opera all’interno del sistema residenziale e permette la comunicazione e l’interazione di dispositivi biomedicali e “domotici” con l’infrastruttura Cloud. L’idea innovativa, che sta alla base di questo scenario, prevede che attraverso l’integrazione di differenti “ecosistemi” sia possibile progettare e realizzare nuove funzionalità e servizi per gli utenti finali, proprio grazie alla comunicazione tra dispositivi eterogenei. Infatti, tutti i dati, segnali e informazioni (sia legate alla persona che all’ambiente circostante) vengono raccolti in un unico database (Cloud storage), a cui i servizi possono accedere per progettare funzionalità utili agli utenti che vivono nelle proprie abitazioni.

L’innovativa piattaforma tecnologica di [email protected] è realizzata per fornire nuovi modelli di assistenza socio-sanitaria territoriale ed è capace di:

disporre di smart object evoluti, già disponibili in commercio o sviluppati dalla componente tecnologica dei proponenti, basati sui paradigmi dell’IoT;
raccogliere ed analizzare dati, unendo la componente AAL (Active and Assited Living) a quella sanitaria su una architettura di Cloud Computing, ed integrando dati e standard di interoperabilità diffusi nel settore e frutto delle precedenti esperienze progettuali sopra descritte;
fornire e sperimentare un servizio mobile (app per tablet, smartphone) di raccolta dati interno alla casa che integri servizi socio-assistenziali e dispositivi tecnologici e permetta agli utenti di gestire in maniera semplice pacchetti di servizi socio-tecnologici studiati in base a differenti ed ampi target di utenti;
mettere a disposizione delle strutture socio-sanitarie sistemi di verifica e gestione dei servizi offerti che permettano di valutare anche dal punto di vista della manutenzione, sia su interfacce tablet che su web;
favorire l’utilizzo di tecnologie e di sistemi basati su open data, interoperanti e basati su standard aperti.

L’architettura della rete di sensori integrata è caratterizzata da sistemi domotici, dispositivi biomedicali ed elettrodomestici che inviano dati e segnali attraverso lo stesso gateway e con protocolli di comunicazione differenti a seconda del tipo di dispositivo.

I flussi di comunicazione dei vari sensori si dividono in:

Sistemi domotici: sensori Bticino, che fanno parte del sistema “HOME”, per la misura della temperatura ambientale, stato porte/finestre, fuoriuscita di gas/metano, sensori di movimento, stato delle luci, consumi di acqua/gas e consumi energetici.
Elettrodomestici: frigorifero “smart” di Whirlpool e il sistema per la misura della qualità dell’aria, SNAP di Elica.
Sistemi biomedicali per il monitoraggio di parametri fisiologici come elettrocardiogramma, frequenza cardiaca, pressione sanguigna, saturazione, glicemia, peso, ecc.

L’architettura residenziale si divide in due macro blocchi. Il blocco dei dispositivi biomedicali e degli elettrodomestici invia i dati ad un software gateway chiamato Service Bridge tramite comunicazione Bluetooth e utilizzando moduli di comunicazione implementati in OSGi (Open Services Gateway Initiative) che permette l’integrazione dei dispositivi attraverso un sistema modulare per la programmazione in linguaggio Java. Il secondo blocco è quello chiamato “HOME” dei sistemi Bticino che invece si interfaccia con il Service Bridge attraverso un protocollo di comunicazione proprietario dell’azienda, chiamato OpenWebNet (OWN). Dal Service Bridge i dati vengono inviati al Cloud in cui verranno salvati in un database unico. L’idea innovativa di questa piattaforma è proprio quella di far convergere in uno stesso contenitore i dati che provengono dall’utente e i dati ambientali. Attraverso sistemi di Machine Learning e Data Mining è possibile utilizzare queste informazioni eterogenee per realizzare servizi di alto livello per il cittadino e migliorare la qualità della vita.

Terminata la fase di realizzazione della piattaforma residenziale, il progetto prevede una sperimentazione nella provincia di Treviso per valutare l’efficacia del sistema e individuare, attraverso un’analisi accurata dei dati, i vari servizi erogabili al cittadino. Per fare ciò si sono individuate 8 abitazioni dell’A.T.E.R. (Azienda Territoriale per l’Edilizia Residenziale) di Treviso in cui installare e testare durante l’ultimo anno di progetto il sistema [email protected] La sperimentazione di Treviso sarà mirata alla valutazione di servizi sociali integrati alla gestione dell’edificio, mentre una sperimentazione parallela a Genova sarà mirata all’applicazione a servizi sanitari.

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