Tecnologia

Infrastruttura tecnologica appartamento

Le tecnologie assistive sviluppate per gli appartamenti includeranno sensori e attuatori che forniranno al paziente un insieme di ausili avanzati a supporto delle sue attività quotidiane. In particolare, gli appartamenti saranno sovra-infrastrutturati rispetto alle esigenze del singolo paziente, in modo da dare la possibilità a utente e medico di valutare e scegliere le soluzioni più adatte per le esigenze specifiche.

Tra le tecnologie messe a disposizione ci saranno sistemi attivi e passivi, sia posizionati nell’ambiente che indossabili, quali: sensori di posizione e identificazione, sistemi di automazione domestica, arredi speciali, elettrodomestici intelligenti, sistemi di comunicazione, interfacce avanzate per interagire con l’ambiente, dispositivi di sicurezza, etc. Il paziente potrà inoltre essere monitorato per rilevare parametri fisiologici e stato di salute (es. pulsazioni, pressione, resistenza galvanica, attività cerebrale, ecc.).

Connettività

Particolare attenzione sarà prestata alle modalità di interconnessione, sia interne all’appartamento, che con il mondo esterno. Il laboratorio sarà infatti connesso al testbed in fibra ottica WOTBL (accordo già disponibile), che fornirà connessione a larga banda delle strutture ospedaliere con i centri di ricerca coinvolti (Trento Rise, Università di Trento). Inoltre, si pensa di utilizzare la rete d’accesso a larga banda in via sperimentale con i pazienti del laboratorio, man mano che sarà disponibile, per fornire servizi avanzati (es. videocomunicazione).L’interconnessione con i laboratori di ricerca dell’università consentirà da un lato l’operatività del personale coinvolto nello sviluppo anche da remoto, e dall’altro la sperimentazione di sistemi di tele-monitoraggio e archiviazione remota dei dati. Questo consentirà in prospettiva di valutare possibili scenari di tele-medicina, che però non saranno oggetto di sviluppo in questa fase del progetto. In questo contesto, si prevede la possibilità di coinvolgere aziende del settore (tecnologie e servizi) qualora se ne presenti la possibilità e utilità.

Risorse di calcolo

L’idea principale di AUSILIA è quella di generare soluzioni altamente efficienti, riducendo il costo dell’infrastrutturazione grazie alla definizione di soluzioni a basso costo, il più possibile basate su hw general-purpose e componenti sw largamente disponibili sul mercato o open-source. Questo consentirà da un lato di mantenere basso il costo di sviluppo e mantenimento del laboratorio, e dall’altro quello di creare soluzioni sostenibili per gli utenti finali.

Dal punto di vista delle risorse di calcolo, il laboratorio verrà attrezzato con calcolatori in grado di supportare applicazioni complesse quali quelle richieste dai sistemi previsti, in modo tale da trasferire la maggior parte della complessità nei sistemi sw. Il laboratorio AUSILIA sarà inoltre collegato con fibra ottica WOTBL ai laboratori Universitari

Attrezzatura dei laboratori di progettazione

I laboratori connessi ad AUSILIA saranno in parte remotizzati presso le sedi degli enti di ricerca coinvolti. Questo consentirà in parte di utilizzare strumentazioni già disponibili nei laboratorio, che andranno opportunamente integrate ove necessario con attrezzature specifiche.

Per quanto riguarda la parte di palestra/valutazione ausili/sbarriera-mento, sarà necessario disporre di una piccola officina attrezzata con utensili di carpenteria e elettrici, per lo sviluppo prototipale rapido di semplici dispositivi e supporto, l’implementazione di piccole parti meccaniche o architetturali, ecc. Questo consentirà di reagire prontamente alle esigenze più semplici che si potranno presentare durante la fase di progettazione, senza l’intervento di terze parti.

Monitoraggio automatico e analisi dei dati

Gli appartamenti saranno attrezzati con tecnologie in grado di acquisire e memorizzare in tempo reale i dati per la valutazione dei pazienti e della loro interazione con l’ambiente e gli ausili. L’acquisizione di tali dati ha diverse motivazioni: (1) fornire un tool per il monitoraggio attivo dell’ambiente, in modo tale da prevedere possibili rischi per la salute e la sicurezza dell’utente (parte di questi tool potranno essere anche trasferiti a casa dell’utente nella dase di deospedalizzazione, per monitoraggio remoto e telemedicina); (2) fornire una base per la valutazione dell’uso delle infrastrutture da parte dell’utente, in modo da consentire a medici e progettisti di determinare le soluzioni più adatte al paziente; (3) per valutare il grado di confidenza acquisito dal paziente nell’uso degli ausili e lo stato emozionale e di stress dello stesso; (4) per costruire un archivio storico di dati sull’utilizzo del laboratorio, utile per successive analisi e ricerche, quali ad esempio l’identificazione di modelli, situazioni tipiche e ripetitive, profili utente, ecc. Questo necessiterà ovviamente di un sistema di anonimizzazione dei dati per garantire la massima privacy e confidenzialità.

Tra i sistemi che potranno essere utilizzati per il monitoraggio possiamo citare: videocamere, sensori di presenza, sensori di identificazione, sensori di pressione e forza, sensori di scivolamento, sensori di caduta, posizione relativa, manipolazione, ecc. Oltre all’apparato sensoriale, il sistema di monitoraggio richiederà anche un sistema intelligente in grado di analizzare tutti i dati acquisiti in real-time ed elaborarli per fornire in automatico una interpretazione di situazioni e comportamenti. Questo consentirà di valutare il livello d’uso delle varie tecnologie e strutture presenti nell’appartamento, possibili difficoltà dell’utente nell’accedere a certe zone o apparati e nell’utilizzare ausili, ecc.

Sistema di acquisizione del movimento

Il laboratorio sarà attrezzato con sistemi di acquisizione del movimento del corpo umano che consentirà di catturare la postura del paziente durante le attività quotidiane e nello svolgimento di esercizi particolari (es. riabilitazione). Il sistema potrà basarsi sia su visione tradizionale, che visione 3D attualmente venuta alla ribalta ed in grado di stimare lo scheletro di persone in tempo reale, che su sistemi indossabili in grado di rilevare la postura mediante sensori inerziali o potenziometrici (od entrambi integrati e ‘ usi’ assieme mediante algoritmi appropriati). La tecnologia più adatta verrà scelta in base ai diversi scenari da ottimizzare.

Sistema di controllo integrato, diagnosi e riabilitazione

Come già menzionato, il sistema sarà anche pro-attivo, nel senso che potrà stimolare l’attività del paziente, in particolare per quello che riguarda il mantenimento ed il possibile parziale recupero di attività motorie e cognitive. In questo senso, AUSILIA renderà possibile per il medico definire e sperimentare strategie di riabilitazione specifiche per il soggetto trattato, assegnando attività quotidiane ed esercizi opportuni. Tali attività potranno essere monitorate e valutate tramite opportune tecnologie di interazione e misurazione (es. analisi gestuale, interfacce multi-touch, ecc.) ed anche con sistemi di valutazione delle performance (sensori di forza, pressione, precisione, ecc.)

Tutti questi apparati potranno essere usati intercambiabilmente per questo scopo o per la valutazione di altre caratteristiche, quali ad esempi l’accessibilità, la diagnosi, la riabilitazione, la ginnastica. Parte di queste funzioni potranno anche essere incentivate tramite soluzioni innovative quali ad esempi i “serious game”, per rendere più semplice, interessante ed attrattivo l’esercizio.