Implementazione del motion capture con sensori inerziali

Recentemente l’impiego di tablet con sensori di movimento inerziali incorporati, ha permesso vari studi sull’autismo. A differenza delle tecnologie di monitoraggio degli occhi, i tablet sono facilmente accessibili e disponibili. Sono anche potenti dispositivi di raccolta dati, sensibili al tatto nei modelli a touch-screen, e al movimento, permettono di raccogliere molte informazioni contemporaneamente. Un gioco per tablet basato sull’analisi dei movimenti è stato sviluppato da Jonathan Delafield-Butt e colleghi della Strathclyde’s University di Glasgow, in collaborazione

con la Gdańsk University of Technology in Polonia. Lo studio è stato condotto

impiegando l’uso di smart tablet con schermi sensibili al tocco e sensori di movimento inerziali incorporati per registrare le cinematiche di movimento e le forze di gesto. Questa applicazione è stata creata per differenziare precocemente la presenza di un disturbo dello spettro autistico attraverso l’analisi dei movimenti delle mani del bambino sul monitor, in specchio di ciò che sta accadendo all’interno della sua mente. Questa tecnologia mira a identificare questi marcatori attraverso modelli di movimento basati sulla ricerca, aprendo inoltre nuove strade alla ricerca sull’origine e i deficit connessi all’autismo. Tuttavia, ci sono anche comportamenti molto più sottili che possono indicare problemi di sviluppo indagata utilizzando questa tecnologia touch- based. Il Dr. Jonathan Delafield-Butt ha affermato:

«Benché siano necessarie ulteriori valutazioni per stabilire con precisione livello di affidabilità e limiti del “gioco diagnostico” per tablet, questo nuovo strumento si è dimostrato in grado di favorire un riconoscimento

32

precoce, innocuo, non invasivo ed economico dell’autismo, permettendo così ai genitori di rivolgersi più rapidamente agli specialisti adatti per la presa in carico del bambino. […] Il fatto che variazioni del tipo di movimenti eseguiti dal bambino permettano di sospettare la presenza di autismo, significa che il disturbo comporta alterazioni neurologiche a livello dei sistemi di controllo dei movimenti stessi: un’area che finora è stata poco indagata, privilegiando l’analisi degli aspetti comunicativi e del linguaggio».

La sperimentazione è stata svolta su 37 bambini con autismo e di età compresa tra i 3 e 6 anni, e da 45 bambini di età e di genere in età tipica del suo sviluppo. Complessivamente sono stati valutati 82 bambini: 37 bambini di 4 anni sono stati clinicamente diagnosticati con autismo infantile (ICD-10 edizione 2010), 30 sono stati inclusi nel gruppo di studio dell’autismo. L’analisi ha rivelato che il bambino autistico tende a imprimere più forza nei movimenti e ad aumentare il contatto con lo schermo del tablet durante il gioco, identificato la presenza della sindrome con una precisione del 93%. Inoltre, i gesti del bambino autistico sono risultati caratterizzati da una differente distribuzione della forza e da movimenti più ampi e più rapidi, con maggiore impiego delle aree più periferiche del monitor.

33

2 Definizione del sistema Internet of Things per

l’acquisizione del movimento

Nel presente capitolo sono illustrati i sistemi hardware e software impiegati per la realizzazione del progetto di acquisizione del movimento basato su tecnologie Internet of Things.

Il risultato di queste scelte è stato frutto di un’analisi primaria degli obiettivi finali di tale implementazione e conseguente adozione delle tecnologie più idonee, ogni linguaggio, strumento, nozione e dispositivo impiegato verrà illustrato all’interno di questo capitolo.

2.1 IoT

L’acronimo IoT si riferisce a Internet of Things, cioè quell’ambiente dove la connessione di rete e le capacità di calcolo estendono agli oggetti di uso quotidiano, normalmente non considerati computer, la possibilità di generare e scambiare informazioni con il minimo intervento umano.

Ad ogni modo non esiste una definizione univoca e condivisa per IoT. In letteratura ci sono differenti definizioni del termine in funzione dell’aspetto ritenuto più importante dall’autore dell’articolo. Il gruppo IBSG (Internet Business Solutions Group) di Cisco, rilascia una definizione di IoT che mira l’attenzione sul rapporto tra uomo e tecnologia come di seguito riportato:

«IoT is simply the point in time when more “things or objects” were connected to the Internet than people».

Internet of Things è diventato un termine popolare per descrivere scenari in cui la connettività Internet e le capacità di calcolo si estendono ad una vasta varietà di oggetti capaci di interagire con l’ambiente circostante, raccogliere informazioni e comunicare sistemi di monitoraggio e analisi.

Storicamente il primo utilizzo del termine Internet of Things risale al 1999, quando l’inglese Kevin Ashton, membro dell’RFId Developement Community, definì un

34

sistema in cui gli oggetti nel mondo fisico sarebbero stati connessi ad Internet. Kevin Ashton aveva coniato il termine per illustrare l’efficienza di un sistema automatizzato nella gestione delle catene di forniture, tramite tag RFId (Radio-Frequency Identification) associati ad un indirizzo Internet, con cui tracciare la merce.

Il concetto della comunicazione M2M (machine-to-machine) era infatti già consolidato negli anni Novanta, in cui i progressi della tecnologia wireless avevano permesso soluzioni industriali per il monitoraggio remoto. Molte di queste prime soluzioni M2M, però, erano basate su reti dedicate chiuse e con formati proprietari o specifici del settore, piuttosto che sul trasporto con IP e infrastrutture di rete standard le quali sono invece proprie dell’IoT.

Un’applicazione basata sugli strumenti già esistenti per Internet offre il vantaggio di un sistema flessibile che preserva efficienza e scalabilità. Per far fronte a questa necessità è stato tuttavia necessario attendere che la disponibilità di connessione Internet e chi gli sviluppi tecnologici di miniaturizzazione elettronica raggiungessero uno stato più avanzato come quello attualmente disponibile.

Al momento non sono definiti specifici standard sui protocolli dedicati alla comunicazione fra servizi, applicazioni e dispositivi IoT, l’attuale ecosistema è caratterizzato da soluzioni eterogenee.

Il nuovo paradigma tecnologico Internet of Things, connette molti oggetti del mondo

reale al cyberspazio, con la possibilità di offrire nuove funzionalità e opportunità per lo sviluppo della comunicazione e dell’informazione, basandosi sull’idea di smart objects (CERP-IoT 2010). Lo sviluppo dell’IoT è basato su un’importante concetto del web semantico, termine coniato dal suo ideatore Tim Berners-Lee, il quale opera nella logica in cui ciascuna risorsa è descritta utilizzando metadati e conseguentemente messa in relazione con altre risorse attraverso l’uso di link, i quali possono anche specificare il tipo di legame. Rispetto al web 2.0 ciascuna risorsa e ciascun link sono identificati attraverso l’aggiunta di proprietà che permettono di dare una maggior quantità di informazione. Il Web Semantico contestualizza l’informazione, dando significato interpretativo ai dati gestiti chiamando queste informazioni “risorse”, le quali vengono rappresentate utilizzando sia i legami che ci sono tra le varie risorse, sia utilizzando le proprietà della risorsa stessa.

IoT promette rivoluzionarie trasformazioni in molti aspetti del modo di vivere e in questo nuovo trend qualcuno già identifica un avveniristico mondo “intelligente” interamente collegato al progresso, all’efficienza e all’opportunità, con il potenziale di

35

aggiungere valore all’industria e all’economia globale.

Altre persone, invece, non condividono appieno, avvertendo IoT come una minaccia in grado di compromettere la privacy dell’individuo sottoposto a continua sorveglianza. Le paure di riservatezza derivanti dal potenziale uso improprio dei dati di IoT hanno catturato l’attenzione del pubblico. Il dibattito, insieme ad un flusso di informazioni attraverso i media popolari, può rendere l’IoT un argomento complesso. Fondamentalmente la società si preoccupa di IoT in quanto rappresenta un aspetto crescente di come le persone e le istituzioni possono interagire con Internet nella loro vita personale, sociale e economica.

Se anche le proiezioni modeste sono corrette, un notevole sviluppo di applicazioni IoT potrebbe rappresentare un cambiamento fondamentale nel modo in cui gli utenti sono influenzati da Internet, sollevando nuove questioni sulle sfide esistenti tra le preoccupazioni degli utenti e dei consumatori, della tecnologia, della politica e della legge. IoT avrà probabilmente anche conseguenze diverse in diverse economie e regioni, portando una serie differenziata di opportunità e sfide in tutto il mondo.