Comfort abitativo e monitoraggio ad hoc nel progetto SENSHome

I risultati del progetto SENSHome hanno dimostrato come, installando reti di sensori intelligenti, gli ambienti domestici possano trasformarsi in case “sensibili” alle necessità di individui con bisogni speciali, monitorando le dinamiche interne e segnalando, anche a terzi, potenziali eventi a rischio.

Tutelare l’incolumità e aiutare le persone che presentano disturbi dello spettro autisti­co (ASD) a migliorare la propria indipendenza e qualità di vi­ta: è stato lo scopo del proget­to SENSHome, portato avanti in prima linea dal gruppo di ricer­ca in Fisica Tecnica Ambientale della Facoltà di Scienze e Tec­nologie della Libera Università di Bolzano in collaborazione con l’Università degli Studi di Trieste, Carinthia University of Applied Sciences ed Eureka System Srl, azienda del ramo meccatronica.

Nello sviluppo di SENSHome – che ha previsto la realizzazione di specifici spazi indoor nei la­boratori della Libera Universi­tà di Bolzano – è stato affronta­to il tema del comfort abitativo delle persone nella condizione autistica da molti punti di vi­sta, tramite una progettazione “user-centered design” che ha messo l’individuo utilizzatore e i suoi bisogni al centro.

I ricerca­tori hanno coinvolto i destinata­ri finali del progetto e ne hanno studiato le esigenze e gli even­tuali fattori di rischio, come ru­mori, variazioni di temperatura o umidità, che possono provocare situazioni di disagio e/o pericolo.

In un secondo momento poi, so­no stati concepiti e costruiti tre prototipi di ambienti che ospita­no un’architettura centralizzata per la raccolta di dati e l’intera­zione con gli occupanti basata su una rete intelligente di sensori integrati.

Questi, per mezzo di un’interfac­cia grafica (app per smartpho­ne o tablet), segnalano eventi o condizioni ambientali rischiose per la persona con ASD, il che consente a chi si occupa dell’as­sistenza e della cura a persone parzialmente autonome di mo­nitorare da remoto, e in tempo reale, un più elevato numero di individui, intervenendo in caso di episodi di crisi o in via preventi­va, tutelando sempre la privacy.

Sistema open access e open source

«Nei tre ambienti dimostrativi realizzati abbiamo installato sen­sori intercomunicanti di rumo­re, umidità, temperatura, affol­lamento, caduta, illuminamento, anidride carbonica, fumo e altre sostanze – chiarisce Marco Ca­niato, Project manager del pro­getto –; ho fortemente insistito perché non venissero installate telecamere di alcun tipo, per ga­rantire una privacy totale. Ab­biamo utilizzato sensori low cost reperiti sul mercato elettronico e sensoristico, anche online, ol­tre al sistema operativo gratuito Ubuntu, che chiunque può scari­care (l’applicazione è già online): tutto è open access e open sour­ce, senza alcun sistema proprie­tario».

Nell’intero spazio dimostrativo sono state distribuite black box incorporate sia in mobili dal de­sign accuratamente creato in collaborazione con utenti nello spettro autistico sia incorporabi­li in mobili commerciali: i sensori sono mascherati mediante vetri oscuranti, in modo da poter rile­vare i parametri necessari senza recare disturbo visivo agli occu­panti.

Anche i lampadari rispondono a diversi requisiti: possono inte­grare microfoni e altri sensori, migliorano il comfort acustico nella stanza grazie ai materia­li fonoassorbenti con cui sono stati realizzati, offrono la possi­bilità di personalizzare l’intensi­tà dell’illuminazione e la coper­tura, a seconda della sensibilità della persona, e di direzionare la luce (diretta o diffusa in base al­le preferenze e alla funzionalità da svolgere – relax o richieden­te attenzione) come mostrato in foto 1 e 2.

Controllo e pianificazione delle attività

All’interno della cucina sono sta­ti adoperati strumenti di suppor­to visivo alle attività, ampliamen­te sfruttati dalle persone nello spettro autistico: i pittogrammi, che in questo contesto sono pro­grammabili attraverso l’interfac­cia utente per supportare attivi­tà quotidiane come apparecchia­re, cucinare o fare merenda.

Nello spazio rifugio (foto 3), in­vece, costituito da una poltrona gialla atta a creare un ambien­te di isolamento e rilassamento per l’occupante, la sensoristica è nascosta sotto la seduta (acce­lerometri e sensori di presenza programmati per riconoscere e­ventuali atti di stimming motori) e in una box adiacente a una lu­ce a intensità e colore regolabile (sensori microfonici per la rileva­zione di pressione sonora per lo stimming verbale o per altera­zioni sonore rilevanti).

Aprendo la schermata iniziale dell’inter­faccia utente è possibile avere un quadro generale di ogni am­biente monitorandone i parame­tri, il numero di persone presenti e, ad esempio, controllando l’in­tensità delle luci e la direzionalità della luce desiderata per ciascu­na stanza o per lo spazio rifugio.

Premendo sull’icona “activities” si accede poi alla pagina di piani­ficazione delle attività, con cui è possibile programmare momenti specifici attraverso il supporto di un’agenda visiva – che dà indica­zioni step by step sulle attività da completare – o attraverso i pitto­grammi – la cui accensione può essere sincronizzata per ogni step delle attività, al fine di crea­re un supporto alla vita quotidia­na e incrementando l’autonomia dell’occupante (foto 4 e 5).

La persona e i suoi bisogni al centro

Qualora i sensori rilevino la pre­senza di anomalie (es. casa in­custodita, fornelli accesi incu­stoditi, eccessivo rumore pro­veniente da una stanza, cadute accidentali, vibrazioni anomale, numero eccessivo di persone in ambiente) le notifiche sul device allertano l’operatore o lo stesso occupante autonomo nello spet­tro: questi reminder/avvertimen­ti stimolano l’individuo ad agire in sicurezza aumentando la sua indipendenza e aiutano il geni­tore/operatore ad avere un qua­dro completo della situazione e a comprendere come intervenire al meglio (foto 6).

«Tutte le soglie di sensibilità (a rumori, luminosità, temperatu­ra, qualità dell’aria, affollamento, ecc.) sono pre-impostabili in base alla sensibilità e alla variazione di percezione di ciascun occupante nello spettro – specifica Caniato –. Nel caso di implementazione in strutture di vita assistenziale o in associazioni, inoltre, si può creare un profilo per ciascun u­tente, con le proprie soglie e le proprie preferenze, finalizzato a fornire un’esperienza ottimale per mantenere la concentrazio­ne, effettuare laboratori artistici o garantire il relax in caso di se­dute di terapia.

Questo progetto potrebbe essere adattato an­che alla sicurezza di persone an­ziane, prolungandone le prospet­tive di vita attiva. È stato porta­to a termine in tre anni di studio e lavoro, per di più nel pieno del periodo pandemico – conclude il ricercatore –: il suo risultato, og­gi, è una tecnologia modulabile centrata sull’utilizzatore finale, adattabile ad abitazioni private, ad appartamenti condivisi e a luoghi di vita assistita».

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IL PRIMO CAREGIVER È L’AMBIENTE STESSO

«Quando lavoravo presso l’Università di Trieste ho concepito l’idea di questo progetto, poi sviluppato con la Libera Università di Bolzano insieme ad altri partner. Questo monitoraggio passivo degli ambienti è ideale per tutte quelle persone che necessitano di un controllo più o meno continuo, come disabili, persone nello spettro autistico e anziani.

Abbiamo voluto dare una risposta concreta alle necessità di tante famiglie e individui con più o meno problematiche e/o comorbidità e l’abbiamo fatto concependo un sistema intelligente che, in situazioni di questo tipo e al superamento di determinate soglie preimpostate, invia un “early warning” che permette ai soggetti coinvolti di aumentare il loro grado di comfort e autonomia, autoregolandosi, consentendo al caregiver di turno di assentarsi dall’ambiente monitorato tenendo comunque sotto controllo, da remoto e nel massimo rispetto della privacy, chi rimane all’interno.

È l’ambiente stesso, in questo caso, che svolge la funzione di caregiver. I riscontri finora sono stati entusiastici e c’è un grande interesse da parte di Enti pubblici, scuole, associazioni e privati cittadini. Gli ambienti sono ancora sperimentali, ma confidiamo nell’elaborazione di un secondo progetto che tratti l’applicazione reale del sistema anche in contesti quali strutture per anziani e centri diurni.

L’Università è aperta a collaborazioni per l’implementazione di questo sistema e per la sua industrializzazione da parte delle aziende: tutte dovrebbero sentirsi coinvolte, dalle imprese di arredamento di interni ed esterni a quelle di domotica, sensoristica, ICP e informatica».