4.1.1 Prodotti ,servizi e applicazioni domestici 4.1.1.1

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4.1.1 Prodotti ,servizi e applicazioni domestici

4.1.1.1 La telemedicina in ambito domestico

Tra i nuovi servizi che troveremo nelle case del prossimo futuro ci saranno quelli finalizzati a migliorare la qualità e l’efficienza sanitaria domiciliare, che offrono la possibilità di erogare delle prestazioni a distanza ( diagnostica, monitoraggio,consulenza), e di effettuare transazioni di vario tipo tramite un’infrastruttura telematica ( come prenotazioni, acceso a informazioni cliniche, informazione e didattica sanitaria, richiesta farmaci). Accessibilità, sicurezza, economicità,

efficienza e facilità d’uso dei servizi per la salute dei cittadini risultano fattori strategici di successo per questo tipo di applicazioni. Le applicazioni nel campo della sanità dovranno inoltre sempre più configurarsi come applicazioni aperte che adattano e integrano differenti apparecchiature e

componenti informatici, medicali e di Telecomunicazioni.

Il termine Telemedicina è utilizzato a diverso titolo e può quindi essere,talvolta, di non immediata ed inequivocabile interpretazione: si può comunque affermare che la Telemedicina è sostanzialmente la trasmissione a distanza di informazioni mediche attraverso un sistema di telecomunicazione. E’ importante, però, precisare che la Telemedicina non effettua

automaticamente la diagnosi,ma consente una refertazione che insieme ad altri parametri, compresa la visita medica,aiuta la diagnosi. La Telemedicina è praticamente compatibile con tutte le branche della Medicina (Radiologia, Dermatologia, Cardiologia, Psichiatria, Pronto Soccorso, Oncologia,..), perché sostanzialmente, si pone l’obiettivo di aiutare di aumentare la quantità e la qualità delle informazioni mediche disponibili presso una sede diversa da quella dove “nascono” e ciò vale sia nell’ambito della struttura sanitaria tradizionale (ospedale, clinica, laboratorio di analisi, studio medico, ambulatorio…), sia al di fuori, dovunque si trovi il paziente (domicilio,luogo di un

incidente, posto di lavoro, in vacanza,..), eliminando le barriere spazio temporali grazie all’utilizzo delle reti di Telecomunicazioni.

Le informazioni che con la Telemedicina possono essere trasferite sono :

 I dati che, generalmente, non presentano problemi di banda, ma solo di standard di qualità e di riservatezza ;

 Le immagini che , invece, hanno storicamente rappresentato un problema sia per la perdita di qualità, sia per il tempo necessario al trasferimento (il mantenimento della qualità comportava tempi di trasmissione lunghissimi, viceversa, riducendo i tempi si perdeva di qualità, al punto da scoraggiarne il trasferimento elettronico in assenza di un’adeguata

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ampiezza di banda). Oggi questo è invece possibile grazie alla disponibilità di banda larga e a nuovi sistemi software che consentono lo streaming in tempo reale, senza

pre-processamento dell’immagine né duplicazione di archivi mantenendo inalterata la qualità dell’immagine;

 Il video, sia per la trasmissione di immagini mediche in movimento (es. ecografie, esami posturali), sia (insieme alla voce) per la videocomunicazione nel caso di consulti a distanza o assistenza remota.

Seppur la tecnologia è progredita molto, oggi la Telemedicina richiede ancora forti cambiamenti culturali che sono alla base dell’adozione di nuovi modelli di erogazione dei servizi sanitari. Prova di ciò è che nel 2006 l’offerta di prodotti e di servizi per la Telemedicina in Europa è ancora molto frammentaria. Varie aziende ofrono sistemi medicali, sistemi informativi e prodotti diagnostici, ma questi si basano, in massima parte, su soluzioni proprietarie,

rendendone assai difficile l’interoperabilità. Le attività di standardizzazione e di normativa sono quindi essenziali per influenzare in modo decisivo l’evoluzione del settore.

4.1.1.2 Cartelle cliniche elettroniche multimediali e carta sanitaria elettronica

L’esigenza è quella di rendere rapidamente disponibili e facilmente interscambiabili le informazioni mediche relative ai pazienti. La cartella clinica elettronica deve poter ospitare anche informazioni vocali, sequenze video provenienti provenienti ad esempio da esami ecografici). Deve essere consentito lo scambio delle informazioni di competenza fra diversi operatori sanitari (medici di base, ospedali, specialisti, laboratori, sevizi sanitari pubblici, ecc.) Tale scambio di informazioni deve poter avvenire in modo strutturato, standardizzato e garantendo i necessari vincoli di sicurezza e confidenzialità delle informazioni. I prodotti attualmente esistenti sono spesso chiusi e non

rispondono a tutte le esigenze informative dei vari operatori sanitari. Non esistono standard di riferimento adottati, anche se molte iniziative sono attualmente in corso e i risultati sperimentali di alcuni progetti di ricerca potrebbero essere la base per la realizzazione di prodotti innovativi.

E’ fondamentale garantire l’interoperabilità a livello di dati di procedure con i sistemi e le applicazioni già esistenti (legacy). Tale interoperabilità può essere assicurata dall’utilizzo di strati software (middleware) che consentono l’accesso trasparente ai sistemi esistenti, la presentazione dei dati e l’esportazione di procedure tramite un’interfaccia di tipo browser.

Un altro aspetto fondamentale è la necessità di garantire la disponibilità e l’affidabilità continua di questo tipo di servizi, fornendo adeguate caratteristiche di fault tolerance, load balacing e resiliency al sistema.

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L’elemento chiave per la realizzazione dei servizi sanitari per i cittadini è la carta sanitaria elettronica. Una carta elettronica, come mostrato nella figura che sia in grado di fornire le seguenti funzionalità:

• Identificazione univoca e sicura dell’assistito;

• Gestione dati relativi all’emergenza (vaccinazioni, allergie, patologie croniche, terapie in corso);

• Gestione prescrizioni farmaceutiche, pagamenti ticket/esenzioni ed eventuali coperture assicurative;

• Gestione assegnazioni presidi medico-sanitari;

• Gestione (puntatori) a eventi primari storia clinica (ricoveri, interventi chirurgici…) residenti nella cartella clinica elettronica dell’assistito.

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4.1.2 Tecnologia a supporto dei servizi di Assistenza

4.1.2.1 Teleassistenza, Telemonitoraggio

La crescente necessità di ridurre l’ospedalizzazione dei pazienti porta alla creazione ed alla

diffusione di sistemi diagnostici personali sempre più sofisticati, in grado di rilevare in tempo reale vari parametri clinici ed eventualmente anche di consentire un intervento remoto ed effettuare terapie ed interventi di emergenza.

L’esigenza è quella di fornire a distanza dei servizi sia diagnostici che di supervisione sanitaria, sfruttando le potenzialità dei sistemi di telecomunicazione, per fornire l’assistenza domiciliare ai pazienti lungodegenti o affetti da patologie croniche.

Vari prodotti per il telemonitoraggio e la teleassistenza sono già disponibili sul mercato. La prossima generazione di prodotti dovrà essere però “aperta” e per migliorare l’integrazione sia tra loro che con gli attuali sistemi amministrativi sanitari.

Il telemonitoraggio, invece, si basa sul concetto di trasmissione dei parametri vitali e si rivolge principalmente ai pazienti cronici o post-chirurgici che necessitano di monitoraggio continuo a distanza delle loro condizioni di salute.

Il servizio è ideato per consentire, a tutti coloro che per un controllo prescritto da medico o per maggiore sicurezza personale (come gli anziani) necessitino di essere monitorati e controllati in qualunque momento della giornata e in qualunque luogo si trovino.

Tramite un dispositivo elettronico detto “device gateway”, installato presso il domicilio del paziente e responsabile della trasmissione dei dati verso un Centro servizi (pubblico o privato). È possibile collegare vari apparati medicali per la rilevazione di differenti parametri clinici.

I parametri più comuni che possono essere monitorati con continuità sono i seguenti : • Pressione sanguigna

• Peso corporeo

• Livello di saturazione dell’ossigeno nel sangue (Sp02); • Glicemia;

• Spirometria;

• Elettrocardiogramma (ECG); • Indice di coagulazione (INR).

I dati del paziente rilevati dai sensori biologici sono individuati poi da un Centro servizi dove possono essere analizzati dal personale medico, elaborati ed archiviati . In base a tali dati è possibile

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pianificare e modificare la terapia, prevedere visite o terapie a domicilio o eventuali ulteriori accertamenti diagnostici.

In questo contesto particolarmente promettenti sono i sensori “indossabili”, integrati in capi di vestiario,ed in grado di comunicare tramite connessioni wireless con la rete della casa. Uno dei

primi prodotti di questo tipo è la “maglietta cardiologia” commercializza da Telbios,

completamente progettata e realizzata in Italia dalla Smartex.

Indossata dai pazienti cardiopatici o da chi necessita di un controllo cardiologico continuo consente il monitoraggio costante dei principali parametri cardiaci: elettrocardiogramma, respiro, temperatura corporea e consente anche di sapere se il paziente è caduto accidentalmente per terra. La maglietta si basa su una tecnologia

particolarmente innovativa, è realizzata con fibre di tipo diverso : a quelle naturali, di cotone, sono state aggiunte fibre sensibili al segnale elettrico e alla temperatura, e anche altre in grado di

registrare il movimento, e con esso l’attività respiratoria del soggetto che la indossa. I vari parametri bilogici vengono “sentiti” e registrati da queste fibre speciali che li traducono in segnali. Questi, tramite un connettore posto in un angolo del capo, sono poi inviati (attraverso sistemi Bluetooth, WIFI o GSM-GPRS), al servizio di monitoraggio cardiologico.

Se poi vi è sufficiente disponibilità di banda è possibile per il medico o per il personale di assistenza utilizzare degli applicativi di videoconferenza per avere un contatto visivo diretto con il paziente, il quale da parte sua può beneficiare del contato più personale con il medico che o assiste. Il servizio di Teleassistenza è invece rivolto non solo ai malati, ma anche a persone che vivono sole che possono avere necessità, permanente o temporanea, di un servizio di supporto e di allarme in caso di emergenza. Il servizio di Teleassistenza garantisce un interlocutore sempre pronto e un aiuto costante in ogni situazione. Concorre a migliorare la qualità della vita di chi vive solo e permette di continuare a risiedere in autonomia a casa propria.

La persona sola che ricorre alla teleassitenza deve portare con sé un dispositivo portatile dotato di un bottone (panic button) da poter attivare imediatamente in cado di necessità. Nel caso in cui il bottone venga premuto, si stabilisce immediatamente il contatto in vivavoce con la centrale

operativa del servizio di Teleassistenza, che è in grado di identificare da chi proviene la chiamata e dispone di tutti i dati sia medici che personali utili e relativi all’assistito. In caso di necessità la

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centrale operativa avviserà i familiari o gli opportuni servizi di emergenza, rimanendo in contatto costante con l’assistito.

Figura 18 Casa controllata da servizio di teleassistenza

Anche in questo caso è importantissima la semplicità d’uso e l’affidabilità di tutti i componenti del servizio. Il bottone deve essere leggero e poco ingombrante (spesso è in forma di bracciale o pendaglio, o integrato in oggetti di uso comune quali l’orologio del polso), oppure può essere integrato in un telefono portatile semplificato.

4.1.2.2 Servizi di prevenzione e di informazione sanitaria per i cittadini

Nell’ambito della creazione di servizi informativi interarattivi distribuiti sul territorio e orientati all’educazione sanitaria dei cittadini ed alla diffusione di informazioni sui servizi sanitari locali rientrano sia l’utilizzo di vere piattaforme per la formazione a distanza, sia sistemi di video streaming per la diffusione in tempo reale di filmati, nonché sistemi di teleprenotazione e contatto con i servizi sanitari.

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La necessità di migliorare l’accessibilità e l’efficacia dei servizi di telemedicina sopra descritti sta alla base di IGEA SAT, un progetto europeo finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea per lo sviluppo e la sperimentazione di una piattaforma integrata di telemonitaggio, eduteinment medico-sanitario e video-assistenza. Per ottenere una più vasta penetrazione dei servizi, il progetto punta innanzitutto a migliorare la user experience del paziente e a raggiungere il massimo numero di potenziali utenti.

Per quanto riguarda il primo obiettivo, gli elementi fondamentali sono da un lato la facilità di interagire con il centro servizi, mediante strumenti familiari, come il telecomando e lo schermo televisivo e dall’altro la personalizzazione del servizio.

La scelta di realizzare l’applicazione mediante tecnologie di TV interattiva è piuttosto sfidante, se si considerano le limitazioni proprie dei terminali, tra cui: la ridotta risoluzione dello schermo

televisivo, la distanza tra paziente e televisore ( viewing distance) e la necessità di navigare mediante tasti del telecomando.

La personalizzazione è poi un altro elemento importante sia per la user experience, perché il paziente si sente seguito più da vicino, nonostante l’assenza fisica del medico e sia per l’efficacia

delle informazioni fornite.

La personalizzazione è presente sin dalla home page del servizio in cui il paziente, correttamente identificato, può essere confidente che tutte le informazioni fornite o richieste dal servizio lo riguardino direttamente: dati storici delle misure, richieste di azioni da compiere, domande sul suo stato di salute, informazioni mediche relative alle patologie…

Infine, per estendere il servizio è fondamentale la sua copertura. Per questo IGEA SAT ha scelto di utilizzare la comunicazione satellitare, per rendere subito disponibili servizi che richiedono un’alta

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affidabilità e qualità in aree dove ancora non esistono le infrastrutture di larga banda. Per le tecnologie usate, trasmissione su protocolli IP e ambiente di esecuzione MHP, i servizi di IGEA SAT potranno facilmente essere estesi a sistemi trasmissivi diversi. Questo è dimostrato dal fatto che la prevalidazione del servizio è stata condotta nel 2007 su satellite in zone montane e in piccole isole del Mediterraneo.

Al termine del progetto, non solo saranno state verificate fattibilità tecnica e organizzativa, ma saranno altresì valutati gli impatti economici e l’accettabilità dei servizi da parte di medici e pazienti.

4.1.3 Ambient Intelligence

L’Ambient Intelligence può essere definito un sistema tecnologico costituito da strumenti con elevata capacità di elaborazione (remoti, locali o mobili), che consente ad una molteplicità di utenti di accedere in qualsiasi momento e in qualsiasi luogo alle informazioni necessarie, selezionate tra diverse fonti ed archivi informatici. L’Ambient Intelligence costituisce lo scenario futuro

dell’Information Society, fondato sulla facilità d’utilizzo di servizi efficienti e distribuiti, sull’”user-empowerment” e sul miglioramento delle interazioni umane.

Gli utenti usufruiscono di una pluralità di dispositivi intelligenti, integrati nei più svariati tipi di oggetti presenti nell’ambiente e capaci di riconoscere e rispondere ininterrottamente alle loro esigenze in modo discreto e invisibile. L’Ambient Intelligence comporta un radicale cambiamento nelle modalità di accesso ai sistemi di elaborazione delle informazioni, dai personal computer ai dispositivi integrati nell’ambiente in cui ci si muove ed opera, in modo tale che la loro presenza non venga neppure percepita dagli utilizzatori grazie alla realizzazione di interfacce particolarmente evolute.

Molteplici sono gli ambiti applicativi delle tecnologie di Ambient Intelligence, sia nel mondo delle imprese sia nelle attività individuali e sociali. Per queste ultime si segnalano per la loro rilevanza i seguenti ambiti: Mobilità e trasporti, Shopping, Salute, Educazione, Cultura ed entertainment, Abitazione. L’Ambient Intelligence comporta una profonda modifica delle modalità con cui si effettuano tali attività, consentendo performance quantitativamente e qualitativamente superiori a quelle degli attuali modelli.

Peraltro la piena realizzazione dell’Ambient Intelligence richiede sforzi di ricerca assai

considerevoli ed investimenti realizzativi, soprattutto sul piano delle infrastrutture tecnologiche, ingentissimi.

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scientifici e tecnologici: Comunicazioni e Reti (in particolare per le Infrastrutture di rete Ip di prossima generazione, le Infrastrutture di trasporto con instradamento ottico, le Infrastrutture d’accesso cablate e radio, le Reti radiomobili cellulari di quarta generazione, le Piattaforme per servizi di localizzazione satellitare e terrestre); Microsistemi e Dispositivi elettronici (in particolare Memorie e Sensori); Software (in particolare GRID computing e Software self organizing e self repairing); Knowledge Management; Intelligenza artificiale e Science cognitive; Interfacce utente (di tipo multilinguistico, multisensoriale, multimediale); Display; Sorgenti di potenza elettrica; Sicurezza e Affidabilità.

La realizzazione di applicazioni di Ambient Intelligence dipende non solo dalla disponibilità di avanzate tecnologie, ma anche dalla evoluzione di fattori organizzativi e comportamentali a livello sia individuale sia sociale e dalla possibilità di investimenti.

Si ritiene cioè che si svilupperanno applicazioni di Ambient Intelligence per quelle funzioni all’interno di un ambito, per le quali le nuove soluzioni tecnologiche consentano un rilevante miglioramento delle prestazioni.

Da ciò deriva che tali applicazioni si realizzeranno nel tempo man mano che, da un lato, si sviluppano le tecnologie e, dall’altro, si evolvono le funzioni.

L’Italia si trova in posizione arretrata rispetto alla media europea sul piano della penetrazione delle ICT nelle imprese e nella società: peraltro detiene, assieme a Francia, Germania e Olanda, posizioni di leadership industriale nella componentistica microelettronica, elemento fondamentale per la realizzazione delle applicazioni di Ambient Intelligence.

Pertanto l’Italia può recuperare i ritardi sia dedicando più consistenti risorse alla ricerca sulle tecnologie che confluiscono nell’Ambient Intelligence, sia avviando grandi progetti sperimentali di tipo sistemico in aree critiche per l’efficienza e la funzionalità della società e la qualità della vita dei cittadini, quali la gestione della mobilità, la cura della salute e l’educazione. Per questi progetti è fondamentale l’azione promozionale e la capacità progettuale delle istituzioni pubbliche di governo alle diverse sedi territoriali, della nazionale alla regionale e locale.

4.1.3.1 La casa del futuro

All’interno del Museo della Comunicazione di Lisbona è esposto un esempio di casa pensata per le persone anziane,disabili o con problemi motori ; occupa 150 metri quadrati e comprende rampe al posto delle scale, non prevede porte all’interno per facilitare gli spostamenti ed un sistema di apertura della porta di ingresso principale basato sul riconoscimento delle impronte digitali. All’interno poi trovano spazio la lavatrice “parlante”, specchi in bagno che riflettono la televisione,

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il computer che traduce il testo in voce digitale e numerosi apparecchi attivati con la voce . Sono presenti infine un giardino virtuale dove i fiori digitali sbocciano e farfalle e conigli appaiono quando il visitatore cammina sul pavimento al plasma , il tavolo della sala da pranzo che cambia colore premendo un bottone per creare differenti stati d’animo ed i quadri alle pareti che possono cambiare per adattarsi facilmente con gli altri mobili della stanza.

4.1.4 Tecnologie Emergenti

4.1.4.1 Demotica e robot domestici : la casa che vive

Descrivendo i nuovi servizi della casa non possiamo dimenticare che robot domestici facciano parte della letteratura fin dagli anni ’50 e ’60 e siano anche divenuti parte dell’immaginario collettivo attraverso film e cartoni animati.

Tuttavia è solo la fusione della tecnologia dell’automazione tipica del concetto di “robot” e di quella delle Personal Area Network che si incominciano a vedere prime implementazioni significative.

Secondo varie stime, nel 2010 vi saranno 14 miliardi di “embedded devices” connessi al mondo, in buona parte oggetti che stanno nelle nostre case. Questi oggetti saranno sensori, elettrodomestici, sistemi di aiuto alla sanità. I robot domestici saranno una parte piccola, ma importante di questi oggetti : nel mondo esistono già milioni di “elettrodomestici robotizzati”: una stima per il 2008 è di oltre 4 milioni di pezzi. Anche solo dal punto di vista economico parliamo di cifre importanti : secondo la United Nations Economic Commission for Europe, la sopesa per robot domestici sarà di circa 2.6 miliardi di dollari a livello mondiale dal 2004 al 2008.

La maggioranza di questi prodotti però sono aspirapolvere automatici; famossissimo il caso degli aspirapolvere e lavapavmimenti Romba e Scooba della iRobot. Esistono robot lavafinestre,

puliscipiscine e taglia prati, dotati di sensori per evitare ostacoli e capaci di muoversi “mappando” con i sensori le stanze o i giardini.

Una nuova classe di robot domestici è però in arrivo, quella dei sistemi dotati di connettività di rete locale e geografica, e programmabili. Prototipi giapponesi come PaPeRo di NEC (vedi immagine) e coreani come U-Robo di ED sono i primi esempi di questa nuova possibilità.

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Robot di questo tipo servono ancora nelle faccende domestiche di pulizia, ma la capacità di integrazione con l’ambiente grazie alle reti è molto maggiore di quelli della prima generazione. Nel corso del 2006 NEC ha mostrato robot “vagamente antropomorfi” come il Partner-type Personal Robot (PaPeRo) ricchi di sensori e con capacità di analisi dell’immaginw, nonché di tecnologie vocali.

Ancora più interessante il prodotto ED-7270 U-Robo di ED che è dotato di protocolli di comunicazione, tra cui WiFi, Ethernet, USB 2.0, ZigBee coordinator e anche di RFID reader. All’interno vi è un computer basato su Intel Pentium da 1 Ghz, 512 MB di RAM, per le funzioni ri riconoscimento vocale, motion /light detectors.

I robot “networked” sono dunque oggi ancora agli albori, ma già si intravede la strada per lo sviluppo e per l’evoluzione dei semplici “robot basati su sensori”.

Un ultima curiosità : si noti come tutti questi robot siano progettati per essere “piccoli” rispetto alle dimensioni di un adulto o anche di un bambino : questo perché la loro presenza ispiri meno paura possibile. Si è, infatti, visto da recenti indagini di mercato, come robot troppo a misura d’uomo, capaci per esempio di movimento autonomo, sintesi e riconoscimento vocale incutono timore e non siano ben accettati dalle persone.

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Tabella 20 Specifiche tecniche e interfacce Pa.Pe.Ro. [Specifications]

Height 385mm

Width 248 mm

Depth 245 mm

Weight 5.0 kg

Continous operation time Approximately 2 to 3 hours Battery charging time Approximately 2 to 3 hours Number of recognizable

words

Approximately 650 (in speaking mode)

Number of speaking words Approx. 3000

[Interface]

Connectable to televisions with image and sound outputs It has a built-in Internet wireless modem handset. USB terminal

.

4.1.4.2 Un robot come infermiere

L’utilizzo di robot meccanici nella medicina e nella cura degli anziani può essere un sostituto alla mancanza di assistenza umana. Inoltre, se i robot sono integrati con strumenti di

comunicazioni, l’anziano può anche superare la condizione di isolamento a cui troppo spesso è costretto. Il Silverado’s Care Center di Calabasas in California sta sperimentando Companion, un robot mobile creato dalla InTouch Health Inc. in gradi di svolgere numerose funzioni di assistenza ai degenti.

Il robot è un veo e proprio compagno per il malato. Grazie ad un sistema di controllo remoto, che utilizza una connessione wireless a banda larga e integra una videocamera digitale con cui inquadrare il paziente e uno schermo LCD, può consentire una comunicazione virtuale faccia a faccia tra il degente e il medico, ma può anche permettere la comunicazione tra il paziente e i suoi familiari.

Per Companion, tra l’altro, è prevista un’evoluzione futura che ne valorizzerà gli aspetti motori. Prossimamente potrà essere un vero e proprio supporto mobile su cui potranno appoggiarsi i pazienti con problemi motori durante le

passeggiate terapeutiche. Allo stesso modo, il robot potrà scortare un paziente

all’interno dell’ospedale e, tramite un’apposita interfaccia, misurare

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temperatura e pressione delle persone di cui si “occupa”.

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4.1.5 BIOSENSORI

La tecnologia dei biosensori, che cerca di combinare le proprietà uniche di riconoscimento delle strutture biologiche con dispositivi trasduttori ingegnerizzati in modo da fornire avanzate capacità di rilevazione, ha suscitato un grande interesse da parte delle comunità di ricerca mondiale. I ricercatori hanno finora prodotto un gran numero di biosensori ibridi che utilizzano costrutti sia cellulari (macromolecolari) che unicellulari, integrati con un’ampia gamma di dispositivi trasduttori (elettrodi amperometrici e potenziometrici, transistor a effetto di campo, cristalli piezoelettrici, sensori optoelettrici, termistore, termopile, dispositivi per risonanza superficiale al plasmon,ecc).

Per quanto riguarda gli ultimi strumenti realizzati citiamo un rilevatore di glucosio a forma di orologio che può essere tenuto al polso e,senza fare “buchi” nella pelle,riesce a rilevare la quantità di zuccheri nel sangue. Questa misura può essere utile per le diete, per chi pratica uno sport ed anche per chi soffre di diabete.

Un aspetto interessante di questo apparecchio è la capacità di misurazione continua del valore del glucosio. Chi oggi deve tenerlo sotto controllo è obbligato a farsi delle micro analisi (in genere pungendosi un dito e toccando la goccia di sangue con una striscia che cambia colore in base al valore di glucosio rilevato). Le analisi vengono fatte a distanza di ore l’una dall’altra e quindi non forniscono un quadro continuo dei valori. Per i diabetici questo è un problema. Misuratori di battito e pressione a forma di orologio stanno diventando comuni e alcuni di questi incorporeranno prossimamente un cellulare per trasmettere i dati rilevati ad un centro di monitoraggio. Ancora, in prospettiva, avremo dei sistemi in grado di rilasciare a comando delle sostanze medicinali. Questi sistemi sono dei microchip che contengono,oggi, 200 microscopiche cellette a contatto con la pelle. Queste celle si aprono a comando e permettono alla medicina di entrare nel corpo passando attraverso la pelle. Ciascuna cella può contenere sostanze medicinali diverse che vengono rilasciate nel “cocktail” più opportuno. Il meccanismo di rilevazione può essere collegato direttamente (sempre via radio) al microdispenser pilotando i dosaggi sulla base delle reazioni dell’organismo.

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Nell’immagine successiva vediamo una

microtelecamera che può essere inghiottita come una normale pillola. Durante il suo viaggio nell’apparato digerente la telecamera trasmette fotografie via radio ad un sistema di registrazione esterno che può essere portato alla cinta. Il costo è ragionevolmente basso per cui non occorre

neppure recuperarla alla fine del viaggio.

Telecamere di questo tipo, ed anche più piccole, sono in fase di sperimentazione per osservare “dall’interno” molte parti del nostro organismo. La comunicazione via radio fornisce un sistema ideale per raccogliere le informazioni.

La miniaturizzazione è la chiave di volta per aprire la strada a strumenti che possono essere inseriti nel nostro corpo senza provocare danni. Nella

figura successiva si vede il paragone tra un granello di sabbia, un globulo rosso del

sangue, una particella di tabacco contenuta nel fumo di una sigaretta e un nanotubo. Con queste nanostrutture verranno costruite le “macchine” del futuro.

Il monitoraggio può avvenire anche tramite apposite scarpe,come quelle realizzate dal

Media Lab di Boston. Queste scarpe sono dotate di una varietà di sensori, rappresentati nello schema, in grado di misurare “come camminiamo”.

Paragonando la camminata di oggi con quella dei giorni precedenti, sono in grado di rilevare

anomalie (ad esempio un’alterazione dell’andatura può essere indice di problemi neurologici). Nelle scarpe è anche contenuto un plantare composto da decine di microattuatori. Questi possono essere di enorme aiuto alle persone anziane che abbiano problemi di equilibrio, fornendo una stimolazione casuale alle terminazioni nervose del piede. Inoltre se i sensori rilevano un inizio di perdita di equilibrio in una direzione,gli attuatori possono essere pilotati da un computer per dare stimoli che portino il sistema nervoso a ribilanciare l’andatura.

Rapporti dimensionali tra particelle naturali organiche e inorganiche e nanosrutture

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4.1.6 Tecnologie Assistive

La bioelettronica, detta anche wetware in quanto relativa a cose che sono “bagnate” (wet), visto che le cellule contengono e sono immerse in un liquido, ha fatto notevoli progressi

consentendo una interazione tra il mondo vivente (bio) e i computer (sensori,attuatori,..).

Nella fotografia vediamo una persona a cui è stata inserita una protesi per restituirle (in parte) la vista. Questa persona era diventata cieca dopo una malattia

che ha distrutto il nervo ottico. I ricercatori hanno posto una telecamera su degli occhiali, in grado quindi di raccogliere l’immagine dallo stesso punto in cui

l’avrebbero raccolta gli occhi. Le immagini sono trasmesse tramite un piccolo cavetto 8lo si nota scendere dietro l’orecchio) ad un computer che le elabora e le invia ad un centinaio di microelettrodi che sono stati impiantati nella zona della corteccia cerebrale deputata alla visione (nella seconda fotografia

un esempio di questi microelettrodi).

Nelle immagini successive si vede come l’aumentare del numero di elettrodi possa aumentare la definizione dell’immagine. Si noti che questa è solo una grossolana approssimazione, in quanto quello che “vede” il nostro cervello è solo in parte una conseguenza degli stimoli sensoriali.

Siamo ovviamente ai primi passi, ma è comunque stupefacente il progresso raggiunto. L’obiettivo è di arrivare per il 2008 a sistemi che possano rendere autonome persone che hanno perso la vista durante la vita (non è possibile far vedere chi è nato cieco,in quanto non si sono sviluppate nel cervello le strutture in grado di “capire l’immagine”).

Recentemente è stata fatta una dimostrazione in cui una persona, completamente cieca, è riuscita a guidare un’auto in uno spazio chiuso.8 E’ riuscita a vedere perlomeno quanto bastava per evitare ostacoli e guidare un’auto in uno spazio semplice. Tuttavia non ha provato alcuna emozione da ciò che vedeva.

8 _{Per vedere il filmato della dimostrazione : http://www.dobelle.com}

Protesi corticale per non vedente

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Questo è dovuto al fatto che le immagini che provengono dai nostri occhi vengono per così dire duplicate dal chiasma ottico e prendono due strade nel nostro cervello. Una porta alla corteccia visiva e consente di “vedere” l’immagine (è la zona in cui i ricercatori hanno inserito i

microelettrodi), mentre la seconda porta ad un punto nella zona bassa del cervello dove vengono create le emozioni che poi vanno a fondersi nella corteccia cerebrale con l’immagine. Sarebbe quindi molto meglio se si riuscisse a creare una protesi che, invece di inviare i segnali alla corteccia visiva, li mandasse al chiasma ottico, lasciando poi a questo il compito di inviare le informazioni a chi di dovere.

E’ quanto sta cercando di fare un altro gruppo di ricerca che ha sviluppato un chip da inserire sulla retina malata, incapace di tradurre la luce che

entra dalla pupilla in segnali, per stimolare il nervo ottico, come schematizzato nella figura. La complessità in questo caso è molto più elevata, in quanto l’interconnessione con il nervo richiede una precisione che è ancora al di fuori delle capacità attuali.

Ci sono comunque speranze di arrivare entro questa decade a dei sistemi che riescano a

sostituire almeno in parte la retina, realizzando, quindi, un occhio elettronico.

La bioelettronica, ovviamente, spazia in molti campi promettendo di aiutare in

una varietà di situazioni, come nella sostituzione di nervi i interrotti da traumi, per poter comandare i muscoli di un arto, ridare la sensibilità alle mani (permettendo quindi di svolgere operazioni che sembrano banali, ma che in realtà sono il risultato di un dialogo continuo tra le terminazioni nervose sensoriali nelle mani, midollo osseo, cervelletto e cervello).

76 4.2 Tecnologie di comunicazione

4.2.1 Futura Roadmap delle Tecnologie di Comunicazione

In questo capitolo cerchiamo di fare previsioni per quanto riguarda lo sviluppo delle tecnologie di comunicazione per i prossimi 20 anni, a partire dal 2007. Tra l’una e l’altra intercorrono cinque anni. Quindi procederemo analizzando le implicazioni per gli stakeholder coinvolti nei vari settori industriali e confronteremo queste previsioni con quelle dei cinque anni precedenti, analizzandone le differenze.

2000

10

20

30

40

50

60

Radio trasmissione Analogica Tv Analogica

Trasmissione radio digitale stereo

Trasmissione radio digitale surround TV digitale a bassa

definizione

TV digitale ad alta definizione

TV digitale a super alta definizione 2/2.5G celluluari

3G celluluari

4G celluluari

5G celluluari 6G celluluari WiFi & varianti

WiMax & varianti & varianti LAN per abitazioni & uffici a >60 GHz

UWB BlueTooth & varianti

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4.2.2 PREVISIONI per il 2012

Reti fisse

Le reti di telecomunicazioni fisse, con la loro struttura capillare, costituita in gran parte da collegamenti in posa, stanno subendo seppur lentamente, in relazione ai massicci investimenti effettuati nel tempo, una significativa trasformazione tecnologica. I cambiamenti chiave che si stanno realizzando riguardano ad esempio il passaggio a reti con protocollo IP nel loro nucleo, ma anche l’introduzione di nuove tecnologie utilizzate per favorire l’accesso a larga banda (es. da ADSL a ADSL2+) all’utente e che presuppongono, inoltre, l’introduzione delle fibre ottiche anche in reti di accesso.

Dati i grandi investimenti richiesti per l’ammodernamento delle reti il processo di trasformazione non potrà avvenire rapidamente. Ad esempio, nel 2012 BT in UK potrà aver completato il progetto 21th CN (la “rete del 21° secolo) implementando una delle prime reti a “nucleo IP”.

Anche gli altri operatori del fisso stanno seguendo l’esempio di BT, compiendo i diversi step verso la transizione.

L’ADSL2+ sarà ampiamente sviluppata. I driver di questo mutamento sono da ricercare :

 Nella crescente richiesta di banda trasmissiva (anche asimmetrica) da parte delle utenze sia residenziali sia per gli affari;

 Nella disponibilità di nuove tecnologie (in particolare ottiche);  Nell’accresciuto livello di competizione;

 Della introduzione di nuovi servizi (anche video, ad esempio HDTV). La penetrazione delle fibre aumenterà, ma sostanzialmente oggi solo in pochi paesi

tecnologicamente avanzati, dove vi sono forti spinte allo sviluppo della rete ottica. Questi includono la Korea e il Giappone, dove vi sono incentivi governativi, e gli USA dove lo sviluppo è spronato dalla competizione.

In media, in tutto il mondo, gli utenti finali sperimenteranno in qualche modo velocità trasmissive più alte, superiori ai 10 Mbits/s per coloro che vivono in aree urbane, con la tendenza ad una riduzione continua ma lenta dei costi di connessione.

Reti di Teletrasmissione (broadcast)

I cambiamenti del broadcast sono molto lenti.

Nel 2012, molti staranno ancora guardando la TV “tradizionale” sia wireless, sia via cavo, sia satellitare. Le abitudini della visualizzazione cambieranno comunque, basti pensare a come

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largamente si è sviluppato il PVR9 e di quanto gli spettatori siano diventati inclini a “vedere ciò che il PVR ha registrato per me” piuttosto del “cosa c’è in TV stasera?”.

Il broadcasting ad alta definizione diventerà presto lo standard per la visualizzazione di film ed eventi sportivi.

Si prevede invece che l’Internet TV non avrà uno sviluppo significativo entro il 2012. Sebbene le tecnologie richieste, quali ad esempio connessioni broadband sufficientemente ad alta velocità e PC che permettano la visualizzazione di contenuti multimediali, saranno largamente diffuse, il

cambiamento culturale richiesto e il prolungato tempo di vita dei convenzionali ricevitori televisivi forzeranno le persone a rimanere ancorati ai sistemi tradizionali.

La Mobile TV starà, invece, ancora muovendo i primi passi per emergere, nel 2012.

Le battaglie per l’affermazione degli standard, la mancanza di uno spettro radio e l’assenza di chiarezza nell’offerta, faranno in modo che solo pochi dispositivi cellulari saranno in grado di offrire la ricezione della TV e i modelli di business saranno ancora poco chiari. Per il 2012, lo spettro UHF10 diventerà disponibile in quasi tutto il mondo, la TV analogica verrà commutata su quella digitale ed emergeranno le prime reti di mobile-TV.

L’esperienza degli utenti finali relativa alla teletrasmissione cambierà, ma quasi interamente a causa della capacità del PVR di selezionare la programmazione per gli utenti stessi.

Wide Area Wireless

Per il 2011, 3G11 sarà di gran lunga la rete mobile più utilizzata.

Le reti 2G12 saranno ancora usate - in modo particolare per le comunicazioni mahine-to-machine-, ma i dispositivi che funzionano esclusivamente 2G saranno disponibili solo nei paesi in via di

9 _{PVR : Personal Video Recorder, meglio conosciuto come Video Digital Recorder}

10 _{Ultra high frequency (UHF) si riferisce ad un range (banda) of onde elettromagnetiche la cui} frequenza è tra i 300 MHz and 3 GHZ. Sono anche conosciute come decimeter band or decimeter wave poichè il range di lunghezze d onda va da dieci ad un decimetro. Le onde radio la cui frequenza è superiore alla banda UHF cadono nelle bande SHF (Super high frequency) and EHF (Extremely high frequency) ; tutte quelle che si trovano al di sotto si trovano nel range delle fequenze Microwave . Segnali a frequenza più bassa cadono nel VHF (very high frequency) o in bande più basse.

11 _{Nell'ambito della telefonia mobile con il termine 3G (acronimo di 3rd (third) Generation) si} indicano, relativamente a tale campo, le tecnologie e gli standard di terza generazione. I servizi abilitati dalle tecnologie di terza generazione consentono il trasferimento sia di dati "voce" (telefonate digitali) che di dati "non-voce" (ad esempio, download da internet, invio e ricezione di email ed instant messaging anche se la killer-application utilizzata come traino dal marketing degli operatori 3G per l'acquisizione di nuova clientela è la videochiamata).

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sviluppo. Con lo sviluppo HSDPA, le reti 3G offriranno velocità trasmissiva dell’ordine di qualche centinaia di kilobits/s anche quando le celle sono pesantemente sovra-caricate, rendendole

accettabili per molte applicazioni dati. Wimax non avrà alcun significativo impatto sul 3G e nessun altra tecnologia emergerà per sostituirla. Gli utenti si abitueranno gradualmente agli altri servizi non-voce, con un significativo aumento del browsing Internet dal cellulare, in modo particolare se un numero sempre crescente di siti diventeranno mobile-friendly.

Le video-chiamate saranno usate occasionalmente, nella misura in gli apparecchi predisposti diventeranno onnipresente.

In ogni modo, servizi come il download della musica, avranno meno successo, a causa del fatto che gli utenti si renderanno conto che questa viene scaricata più efficientemente a casa con una

connessione broadband e trasferita poi successivamente sul dispositivo.

Short-range wireless

12 2G = acronimo di second-generation wireless telephone technology. La differenza principale con il precedente sistema di telefonia mobile, chiamato 1G, risiede nel fatto che i segnali radio usati nelle reti 1G sono analogici, mentre quelli nel 2G sono digitali.

2G

3G

Wi-Fi 802.11

UWB

802.15.3

0.01

0.1

1

10

100

1000

WiMax/H

SDPA

Data Rate (Mbits/s) Range ( Km )

80

Alle short range wireless continueranno ad essere preferite le W-LAN e BlueTooth, queste ultime due evolveranno con più alte velocità trasmissive, sebbene quelli disponibili nel 2006 siano già adeguate per la maggior parte delle applicazioni.

In ambiente esterno, la crescita degli hotspots13 continuerà tra il 2007 e il 2012 con un tasso di crescita del 10-20% ogni anno in termini di numero. Questi si espanderanno negli hotel, negli stadi, e verranno fatti degli accordi limitati per coprire parti di alcune città. Un certo numero di operatori di fisso e mobile offriranno l’accesso a hotspot come parte di pacchetti di offerta e i cellulari/PDA capaci di lavorare su WiFi si diffonderanno in maniera sempre più rapida.

Negli ambienti chiusi, ci sarà un momento significativo di crescita per le W-LAN.

Gli home-routers con capacità W-LAN diventeranno diffusissimi. In alcuni casi questi saranno inclusi in offerte pacchetto, in altri come parte standard di un home PC, o di un centro multimediale. Per il 2011 inizieremo a vedere sistemi di sicurezza per le abitazioni con collegamento W-LAN per permettere l’allarme da remoto e interrogazioni.

La tecnologia BlueTooth continuerà ad essere largamente diffusa nei cellulari e nelle autovetture per permettere una connettività libera da cavi di collegamento. Questo diventerà sempre più uno standard nei PC, in questo modo accrescerà la tendenza nei dispositivi quali l’iPod e le fotocamere digitali ad avere capacità BlueTooth per permettere collegamenti senza cavo con il PC.

UWB14 potrebbe emergere durante questo periodo come meccanismo per collegare insieme dispositivi video quali i monitor, PVR, riproduttori DVD. Comunque, ci aspettiamo che questa sia un’applicazione di nicchia legata alla attrezzatura high-end 15.

L’impatto sugli utenti finali può essere significativo. Nel momento in cui la copertura wireless in spazi chiusi diventerà onnipresente, compariranno un’ampia varietà di applicazioni e opportunità di integrazione tra le tecnologie e gli apparecchi.

Dispositivi

I ricevitori si sono gradualmente evoluti nel tempo e si prevede che questo fenomeno continui, poiché gli utenti mostrano la tendenza a cambiare gli apparecchi periodicamente. Uno dei trend chiave sarà l’aggiunta crescente di funzionalità. Le fotocamere nei cellulari continueranno ad

13 _{Hotspots = Punto di accesso per rete wireless. Con il termine Hotspot si intende un'area dove è possibile accedere} ad internet senza fili, tramite tecnologia Wi-Fi.

14 _{Ultra wideband (banda ultra larga) (UWB, anche ultra-wide-band, ultra-wide band, ecc.) si indica una tecnologia} sviluppata per trasmettere e ricevere segnali mediante l'utilizzo di impulsi di energia in radiofrequenza di durata estremamente ridotta (da poche decine di picosecondi a qualche nanosecondo). Questi impulsi sono rappresentati da pochi cicli d'onda di una portante in radiofrequenza e quindi la forma d'onda risultante è estremamente larga (da qui il nome).

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aumentare. La funzionalità di music player diventerà uno standard nei cellulari in concomitanza con l’aumento delle memorie interne dei telefoni, sia attraverso la riduzione dei costi delle memorie solide sia più probabilmente attraverso lo sviluppo mini hard disk più efficienti e più piccoli. Le funzionalità di riconoscimento della voce verranno aggiunte gradualmente, tastiere più avanzate e superfici in grado di recepire input tattili aiuteranno a facilitare l’interazione i dispositivi.

La capacità di rilevazione delle posizione aumenterà, ma circoscritta ad un insieme ristretto di dispositivi, sia a causa del costo sia dell’aggiunta di diverse unità di ricezione GPS.

Infine, W-LAN e BlueTooth diventeranno gli standard di comunicazione nei dispositivi durante questo periodo.

Servizi

Veramente pochi nuovi servizi emergeranno in questo periodo. Comunque, come accennato prima, la videochiamata diventerà sempre più l’attrattiva, come insegna la Legge di Metcalfe16, e le reti di dispositivi video-enabled aumenteranno. La Mobile TV diventerà disponibile entro la fine di questo periodo.

Convergenza

Questo periodo sarà veramente significativo per la convergenza.

Nel momento in cui le W-LAN per uffici e abitazioni cominceranno ad essere uno standard, i dispositivi capaci di lavorare su reti W-LAN sempre più diffusi e le reti IP-core ad essere realizzate e funzionanti, tutte le tecnologie e le infrastrutture saranno in grado di offrire servizi di convergenza tra voce e dati nelle abitazioni, negli uffici e nelle aree vaste. L’estensione di questi servizi sarà definita dalla struttura del business e dall’audacia delle strategie sviluppate dagli attori chiave (vedi struttura del business, sotto). Entro il 2012, circa il 20% degli utenti avrà un unico dispositivo e lo userà nelle wide area e a casa, e con un’estensione minore negli uffici, provvedendo alla

convergenza tra voce e dati.

La convergenza tra telecomunicazioni e broadcasting sarà molto meno avanzato, con l’eccezione per i “podcast” su dispositivi mobili, la tv mobile (poco) o il download di broadcasting real-time.

16 “Metcalfe's law” afferma che il valore di una rete di Telecomunicazioni è proporzionale al quadrato del numero di utenti nel sistema (n2). Formulata la prima volta da Robert Metcalfe riguardo ad Ethernet, la legge spiega molti degli effetti delle tecnologie di comunicaxione e delle reti quali Internet e il World Wide Web. Il numero di connessioni uniche in una rete costituita da un certo numero di nodi (n) può essere matematicamente espresso come

(

)

[

]

82 Modello di Business

Le strutture di business impiegano molto tempo a cambiare, soprattutto quando le imprese che compongono il settore sono di grandi dimensioni. Comunque, una volta giunti al “punto del capovolgimento”, le modifiche possono propagarsi abbastanza velocemente attraverso tutta l’azienda. Questo rende le previsioni sulle strutture del mercato difficili. La nostra opinione è che, entro il 2011, ci saranno pochi cambiamenti significativi. Gli operatori di fisso, mobile e reti cablate staranno ancora costruendo le reti e erogando servizi al cliente in una forma verticale integrata. Ci saranno molti problemi legati agli affari riguardo a questo, per esempio, i clienti del mobile possono “navigare” nella loro rete in-home e fare chiamate attraverso la rete fissa.

Per il 2011, poche compagnie “integrate” inizieranno ad emergere attraverso e acquisizioni. Per esempio, operatori della rete fissa possono stringere accordi con operatori di rete mobile, o viceversa. Verso la fine del periodo vedremo una crescente presenza di organizzazioni “erogatrici soltanto di servizi”. Queste possono essere entità quali AOL, Google, Wallmart o altri che offrono un pacchetto completo di comunicazione. Comunque, se questi provider di servizi prenderanno il sopravvento, l’industria si muoverà velocemente verso un “punto del capovolgimento”.

Esperienza degli utenti finali – come cambierà?

Il cambiamento chiave per gli utenti finali in questo periodo sarà la convergenza tra i telefoni dell’abitazione e delle wide area. Gli utenti gradualmente smetteranno di usare i telefoni fissi delle abitazioni, riservandone l’uso esclusivamente al momento in cui le batterie dei cellulari saranno scariche. Questo porterà ad un fraintendimento dei problemi della convergenza, quali ad esempio la difficoltà di separare le telefonate di lavoro da quelle private, ed emergerà l’esigenza di trovare soluzioni che funzionino da filtro tra le chiamate. Le “case wireless” offriranno un insieme di opportunità per il controllo delle abitazioni con le quali gli utenti impareranno ad interfacciarsi. In questo periodo molti utenti effettueranno la loro prima videochiamata ed inizieranno a pensare che ci sono momenti in cui fare una video chiamata è più vantaggioso dell’ascoltare la voce.

Gli utenti, inoltre, apprezzeranno una maggiore capacità trasmissiva a casa e nelle wide area, ma non potranno sperimentare nuove applicazioni tali da poter apprezzare i vantaggi della maggiore velocità.

Gli utenti si abitueranno a considerare il cellulare come un dispositivo multi-funzione, con funzionalità di fotocamera utilizzata da tutti e capacità di riprodurre la musica sufficiente per superare iPod e altri dispositivi simili.

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4.2.3 PREVISIONI PER 2017

Reti Fisse

Per il 2017, la crescita della capacità trasmissiva su doppino di rame tenderà ad assestarsi. La capacità trasmissiva avrà raggiunto il proprio picco di circa 50 Mbits/s. La maggior parte degli utenti riterranno questa velocità adeguata e la pressione per bit rate maggiori sarà meno significativa rispetto ad oggi. Gli operatori di rete fissa cercheranno di guardare in avanti, avendo capito che c’è bisogno di una nuova tecnologia per crescere ulteriormente e sviluppare una nuova area di business. Questo li spingerà ad una crescente introduzione delle fibre ottiche. Le fibre fino all’abitazione FTTH (Fiber To The House) saranno probabilmente lo standard per le nuove costruzioni ed un programma di upgrade alla fibra ottica sarà necessario in tutti i paesi sviluppati. Questo processo potrà essere lento – per molti paesi sarà necessaria una decade affinché una larga percentuale dei cavi di rame sotterranei vengano rimpiazzati. Il tempo di costruzione varierà drammaticamente da paese a paese. Per nazioni come il Giappone, che ha già introdotto nel 2005 l ‘FTTH, la costruzione potrebbe terminare entro il 2017 (sono previsti circa 30 Milioni di utenti FTTH entro il 2010). Per un paese come gli USA, dove i driver per le fibre ottiche sono forti, potrebbe essere solo a metà dell’opera, entro il 2017. Per altri paesi, come UK, dove la costruzione della rete di fibre ottiche è iniziata in tempi successivi, i lavori potrebbero estendersi fino al 2027. In definitiva, per il 2017, solo un moderato numero di sottoscriventi nei paesi sviluppati potrà usufruire di una capacità trasmissiva illimitata a casa.

Lo sviluppo di reti con nucleo IP sarà quasi totalmente completato nella parte di mondo sviluppata, permettendo alle reti fisse di offrire un’ampia varietà di servizi agli utenti finali, ciò farà in modo soprattutto che tutte le chiamate possano essere IP-based.

Reti di Teletrasmissione (Broadcasting)

Entro il 2017, il broadcasting avrà iniziato il proprio processo di cambiamento. Ci sarà ancora una larga percentuale della popolazione che avrà la TV tradizionale nel proprio salotto e che userà i meccanismi standard per ricevere il segnale trasmissivo. In ogni modo, la maggior parte della popolazione possiederà un computer con assemblata la scheda della televisione, in grado di proporre all’utente un mix di contenuto sia broadcast sia scaricato. Parte di questo materiale verrà adattato per il podcasting, parte per essere visualizzato, a seconda delle preferenze. Per molti utenti,

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il PC sarà diventato un sistema di intrattenimento multimediale, capace di riprodurre il flusso video su ogni display all’interno dell’abitazione, come in una rete wireless.

Tutti gli spettatori si costruiranno librerie video personali salvate all’interno di potenti hard disk, alle quali sarà possibile accedere da diversi punti della casa.

L’alta definizione sarà lo standard per una significativa percentuale di tutti i canali TV. Le reti di mobile TV saranno state lanciate per la fine di questo periodo, e si potranno rivelare fallimentari nel creare un modello di business, oppure estremamente di successo, quale di queste due alternative prevarrà è fuori dal nostro potere previsionale. L’ipotesi più plausibile è che

all’interno di una nazione prevarrà una sola rete, la quale erogherà news, sport e altri programmi di particolare interesse.

Il passaggio al digitale (da un broadcasting analogico) non sarà ancora del tutto completato. Lo spettro disponibile verrà usato principalmente per un maggio numero di canali terrestri TV, includendo alcuni canali locali di mobile TV ad alta definizione.

Wide Area Wireless

Ci aspettiamo che il 3G sia ancora il sistema prescelto per il 2017. Per molti operatori il sistema 3G avrà già circa 12 anni, periodo di vita assai lungo per questo tipo di tecnologia. Al momento un sistema 4G non si affaccerà all’orizzonte.

Un considerevole numero di miglioramenti verranno implementati all’interno delle reti, sia in termini di velocità trasmissiva sia di funzionalità. Si può prevedere lo sviluppo di reti magliate limitate: queste offriranno diverse ulteriori funzionalità. Sarà possibile estendere il raggio di ricezione per le reti cellulari all’interno di palazzi e di aree diversamente difficili da coprire. Tra il 2011 e il 2017 ci si aspetta una battaglia per la copertura in ambienti chiusi si sarà conclusa, molto probabilmente con la sconfitta definitiva del 3G. Nonostante la progettazione di base station 3G per abitazioni più piccole e meno costose, l’ubiquità e l’utilità delle W-LAN sarà stata sfruttata nelle comunicazioni all’interno di edifici per costruire reti W-LAN dedicate. Rimarrà comunque un certo numero di utenti, quali ad esempio coloro che necessitano della connessione solo per brevi periodi e non sono interessati ad avere linee fisse all’interno delle proprie abitazioni, che

continueranno ad affidarsi al 3G per ricevere i servizi di loro interesse.

Gli operatori mobili avranno smesso di provare ad essere attori chiave nell’erogazione di servizi per le abitazioni e concentreranno, invece, i propri sforzi nel cercare di offrire il servizio di copertura di una qualità eccellente per grandi aree, compresi tunnel sotterranei, linee ferroviarie e aree rurali. Gli utenti non si saranno ancora abituati del tutto ad usare il cellulare per navigare in Internet mentre sono in movimento. Questo servizio potrà essere utilizzato per ottenere alcune informazioni

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necessarie quali il tempo atmosferico, le indicazioni stradali o le attrazioni nelle vicinanze. Tutto questo diventerà un’abitudine, e quindi un inconveniente qualora non sia disponibile.

Le videochiamate diventeranno più comuni, non arriveranno a rimpiazzare, però, le chiamate solo-voce, ma la capacità della rete crescerà ed il costo scenderà gradualmente.

Short-range wireless

Le interfacce “aeree” andranno incontro a piccoli cambiamenti tra il 2012 e il 2017. Ci saranno alcune ulteriori evoluzioni delle W-LAN e BlueTooth, ma la capacità trasmissiva e le funzionalità rimarranno invariate. I miglioramenti si otterranno principalmente focalizzandoci sulle capacità “plug and play”17 e sull’intelligenza dei dispositivi che si troveranno a funzionare perfettamente anche in ambienti con alto livello di interferenze.

All’esterno, la crescita del numero di hotspot si arresterà, in quanto tutti i luoghi pubblici principali avranno ottenuto la copertura. La nostra ipotesi è che l’iniziativa di coprire intere città con sistemi W-LAN fallirà poiché non economicamente sostenibile. Gli utenti avranno sperimentato la giusta combinazione tra 3G, con i suoi costi in diminuzione e la velocità trasmissiva crescente, e copertura con W-LAN “nomadiche”.

All’interno, le funzionalità W-LAN saranno lo standard imperante, fornendo supporto alle

telecomunicazioni, al trasferimento di materiale video e ad un’ampia gamma di applicazioni in tutta la casa, e gestendo il traffico vocale in ufficio. Le reti W-LAN utilizzeranno le funzionalità delle reti magliate e dei ripetitori per garantire una buon raggio di copertura. Molti dispositivi elettrici domestici verranno comandati da remoto. Le prime applicazioni saranno molto semplici (come ad esempio sarà possibile essere avvertiti se il frigofero sta funzionando in un range di temperatura non corretto oppure sarà possibile gestire il modulo centralizzato di controllo della centralina elettrica domestica per ottenere una certa efficienza nei consumi energetici in rapporto ai costi che si intendono sostenere. Poiché, però, i processori delle W-LAN non saranno così economici, solo un numero ristretto di utenti saranno in grado di permettersi queste funzionalità.

Anche le funzionalità BlueTooth potrebbero emergere all’interno di dispositivi inusuali. Ad

esempio, le scarpe da corsa potrebbero includere al loro interno la possibilità di misurare la distanza da percorrere, lo sforzo sostenuto ecc, e questi dati potranno essere trasferiti al PC attraverso il BlueTooth.

17 _{plug and play (letteralmente inserisci e gioca, meglio tradotto come collega e utilizza) indica una tecnologia che} permette al sistema operativo di assegnare automaticamente all'hardware compatibile risorse hardware quali IRQ, indirizzi I/O, canali DMA e regioni di memoria. In questo modo anche utenti molto inesperti possono installare nuove schede di espansione.

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Le wireless a corto raggio prevarranno nei meccanismi utilizzati per aggiornare le memorie dei dispositi portatili. Il processo di aggiornamento, infatti, inizierà non appena il dispositivo si sposta all’interno della casa, dell’ufficio o di altri luoghi coperti da un sistema wireless a corto raggio. Questo processo può includere il download della posta e degli allegati, di file musicali o di contenuti video, o di altro materiale di interesse per l’utente, quale ad esempio l’ultimo bollettino notiziario.

Questo significa che gli utenti troveranno spesso che il materiale video che essi vogliono è già presente all’interno del dispositivo e non ci sarà necessità di utilizzare una wide area network quando sono lontani dagli hotspot e vogliono accedere a materiale dal vivo, come un evento sportivo.

L’utente si troverà a vivere immerso in un ambiente dove si aspetta lui stesso che i dispositivi elettronici abbiano al loro interno funzionalità wireless. Semplicemente introducendo il dispositivo all’interno dell’abitazione e attivando la procedura di inizializzazione di un “nuovo dispositivo”, questo verrà riconosciuto dal “sistema casa” , cosi come oggi accade aggiungendo un dispositivo USB in PC Windows. L’idea di un centro di controllo della casa prenderà sempre più piede. Poiché questa si basa su un “home-PC”, si può pensare ad un insieme di dispositivi sparsi per tutta la casa che vi accedono via W-LAN , o remotamente utilizzando altre forme di connettività. Dispositivi

La tendenza sarà quella di aggiungere ulteriori funzionalità ai dispositivi. Gli standard per le

fotocamere, riproduttori di musica e di contenuti video rimarranno gli stessi. Le capacità di Internet, invece, aumenteranno: saranno disponibili funzioni quali monitoraggio dell’attività cardiaca, GPS, assistenza personalizzata alle attività fisiche/motorie.

I display verranno in qualche modo perfezionati, in termini di luminosità e di definizione. Molti telefoni useranno il riconoscimento vocale; questo sarà di tipo network-based ampiamente utilizzato sia per far funzionare il telefono (effettuare chiamate, selezionare nomi dalla rubrica), ma anche per dettare e-mail e operazioni simili.

I telefoni utilizzeranno sistemi di copertura multi-modali 2G, 3G, BlueTooth, W-LAN e possibilmente standard basati su UWB e RFID quali Near-Field Communications (NFC)18 .

18 Near Field Communication or NFC, è una tecnologia wireless a corto raggio che permette la comunicazione tra dispositivi situati ad una distanza ravvicinata (l’ampiezza di un palo). Questa tecnologia è pensata principalmente per l’uso di telefoni cellulari. NFC è compatibile con le esistenti strutture già in uso nei pubblici trasporti e nei sistemi di pagamento.

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I telefoni, inoltre, avranno grandi capacità di memoria, superiori a 100 GBytes, permettendo di archiviare sui dispositivi grandi quantità di contenuti video e musicali.

Servizi

L’evoluzione chiave durante questo periodo riguarderà i servizi broadcast, come detto

precedentemente. I servizi, inoltre, assisteranno ad una semplificazione dell’infrastruttura hardware e la rete diventerà progressivamente in grado di fornire al consumatore informazioni e servizi rilevati dall’ambiente che lo circonda e personalizzate.

Convergenza

La convergenza voce non sarà ancora completata. Gli utenti avranno un singolo telefono che potranno usare in ogni ambiente. Sistemi di filtraggio presenteranno all’utente sia chiamate di lavoro, sia personali, seguendo le preferenze, la locazione, l’orario o altri parametri da questo indicate. Il processo di convergenza con i servizi di TV sarà in corso, con la quantità di materiale broadband accessibile attraverso le diverse reti di telecomunicazione in continuo aumento, memorizzato su PC o visualizzato su svariati tipi di dispositivi. In ogni modo, il processo di

convergenza non giungerà al termine se non tra dieci anni ancora, questo a causa della lentezza del cambiamento delle abitudini dei telespettatori.

Modelli di Business

Ci focalizziamo sull’evento più rilevante per la struttura del mercato già citato nelle previsioni per il 2012. Probabilmente, con il fenomeno di convergenza voce completata, il punto “di svolta” si verificherà all’interno dell’intervallo temporale che va dal 2012 al 2017, più probabilmente

all’inizio dell’intervallo, piuttosto che alla fine. Questo spingerà gli operatori a divenire sempre più fornitori di servizi o dell’infrastruttura. I fornitori di servizi, invece, cercheranno di unire le diverse offerte di convergenza-voce dei diversi fornitori di infrastruttura. Questa frammentazione potrà riguardare anche i fornitori broadcast, ed in generale condurrà ad un gran numero di fusioni e acquisizioni, con grandi compagnie dal brand affermato che possono affacciarsi nel mercato dell’offerta di servizi.

Altri eventi significativi

Durante questo periodo potremmo sperimentare le prime realizzazioni di reti di sensori. Queste potrebbero essere ad esempio raggruppate intorno alle reti di trasporto, controllando che il flusso del traffico rientri nei parametri di normalità, oppure posizionate nei giardini per verificare le

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condizioni delle piante e del prato, oppure vicino alle abitazioni e agli uffici per fornire informazioni relative alla sicurezza. Per la realizzazione effettiva di queste reti si dovrà però verificare la combinazione tra alcuni fattori: i sensori dovranno risultare economici, i sistemi di ricarica delle batterie dovranno essere basati sull’energia solare (o su altre fonti di energia rinnovabili) e tecnologie wireless a bassa velocità di trasmissione che colleghino tutti i sensori insieme. Queste reti potrebbero efficientemente essere collegate ai sistemi wireless delle abitazioni, fornendo dati di interesse in ingresso e potrebbero essere utilizzate, ad esempio, per realizzare un sistema di annaffiamento nel giardino.

Abitudini dell’utente, come cambieranno?

Il cambiamento sarà continuo e graduale. Gli utenti adesso si troveranno a perfetto agio con la convergenza voce: l’uso dei telefoni fissi all’interno delle abitazioni sarà riservato ai “casi di emergenza” . L’utente capirà come “strutturare” le proprie comunicazioni nei diversi ambienti e quando effetuare videotelefonate. I consumatori assisteranno ad una significativa rivoluzione nel broadcasting – nessuno più utilizzerà le guide stampate ai programmi. Gli utenti, infine, si

aspetteranno il controllo wireless dei dispositivi elettronici nelle abitazioni e negli uffici, compresa la connessione remota delle applicazioni casalinghe da dispositivi quali il cellulare.

4.2.4 PREVISIONI PER IL 2022

Reti Fisse

Entro il 2022, l’introduzione in rete delle fibre ottiche nella parte del mondo più sviluppato sarà prevalentemente completato.

Le abitazioni e gli uffici avranno banda illimitata con un prezzo per l’utilizzo effettuato molto basso.

Con tutto il traffico trasportato su protocolli IP (aggiornato ad un’ulteriore versione) si potrà realizzare la completa integrazione tra voce, video e dati, permettendo una grande flessibilità ad esempio vi sarà capacità di cambiare il tipo di chiamata mentre questa è in corso, di gestire flussi eterogenei di dati e quindi di costruire appropriati servizi. Questo completerà l’evoluzione per le reti fisse e si può pensare che non ci sarà necessità di ulteriori investimenti per il futuro delle reti fisse (l’eccezione può consistere per le problematiche legate alla sicurezza e all’affidabilità delle reti).

89 Reti di Teletrasmissione (Broadcasting)

La “rivoluzione” del broadcast sarà prevalentemente avvenuta entro il 2022.

Quasi tutte le abitazioni utilizzeranno centri di intrattenimento collegati ad Internet o a reti satellitari di teletrasmissione. In molti paesi la teletrasmissione terrestre sarà stata interrotta, lo spettro radio sarà giudicato troppo prezioso per essere dedicato ad un servizio che può essere erogato

gratuitamente attraverso Internet. Questo disturberà molti che si ricorderanno di essere stati costretti ad acquistare dieci anni prima un “digi-box” per convertire la ricezione da analogica a digitale. Anche la concezione di “canale” scomparirà.

Produttori, quali ad esempio BBC, offriranno un certo insieme di contenuti e il PVR cercherà ed assemblerà “canali personali” selezionando il materiale tra tutto quello disponibile.

Le reti di mobile TV continueranno comunque ad essere utili fornendo aggiornamenti per coloro che si trovano in movimento. I dispositivi si sintonizzeranno con queste reti in momenti di inattività, memorizzando ogni informazione interessante, in questo modo lo spettatore potrà ascoltare gli ultimi aggiornamenti desiderati.

Wide Area Wireless

Le reti wireless cambieranno profondamente. Con il tempo, la dimensione delle celle diventerà progressivamente più piccola, la capacità continuerà a crescere e la velocità trasmissiva si espanderà. Ma l’accesso ad una varietà di reti a corto raggio con la necessità di alta capacità trasmissiva, costringerà necessariamente i sistemi cellulari a compiere drammatici passi in avanti. Short-Range Wireless

Le reti a corto raggio rallenteranno il loro processo evolutivo. Saranno in grado di fornire velocità di trasmissione più che adeguate per tutte le applicazioni domestiche, in ufficio e con hotspot, raggiungeranno ottimi livelli di copertura e diventeranno sempre più facili e intuitive da utilizzare. A causa dell’elevato numero di dispositivi elettronici con cui interagire, ogni cambiamento dovrà essere compatibile e relativamente lento per procedere di pari passo.

La capacità di controllo wireless aumenterà. Per esempio in tutte le nuove abitazioni sarà possibile controllare remotamente tutte le principali applicazioni, incluso l’elettricità e il riscaldamento, sebbene continueranno ad esserci interruttori al muro in molti casi. Le reti di sensori verranno ancora più largamente sviluppate, in modo tale che tutte le abitazioni e gli uffici potranno essere forniti di un’ampia gamma di informazioni sulla temperatura, umidità e altri dati quali il livello di umidità per consentire di rintracciare le perdite velocemente.

90 Dispositivi

Sarà cambiato poco dalle previsioni fatte per i cinque anni precedenti. I dispositivi avranno tutte le funzionalità richieste dagli utenti. Riconoscimento vocale, software migliore, consapevolezza al contesto esterno e semplicità, renderanno l’interazione con i dispositivi più semplice, permettendo agli utilizzatori di usufruire della vasta gamma di funzioni con facilità. In ogni modo, il problema rimarrà quello del tempo di vita delle batterie, considerando la definizione dei nuovi display e l’intensiva attività di processazione delle operazioni all’interno del dispositivo, ad esempio del cellulare.

Servizi

Il campo dei servizi personalizzati rappresenterà l’area chiave di sviluppo. Un esempio possono essere servizi in grado di compiere per l’utente operazioni quali il settaggio della sveglia, il controllo delle previsioni del traffico appropriate al viaggio che guidatore sta per compiere, ecc. Questi servizi saranno network-based, con la possibilità di inviare messaggi ai dispositivi portatili o alle abitazioni in caso di necessità.

Convergenza

Entro il 2022, il processo di convergenza sarà ultimato, e sarà entrato nella consuetudine dei

consumatori. Gli utenti si ricorderanno con stupore dell’era in cui sceglievano diversi servizi presso diversi operatori attraverso canali eterogenei. Le comunicazioni verranno divise con chiarezza in un certo insieme di canali, di servizi e contenuti selezionati. Ciascun servizio o contenuto sarà

disponibile attraverso ciascun canale trasmissiva, ma verrà scelto quello più adatto in relazione alla localizzazione, ai requisiti e alle preferenze.

Modelli di business

La struttura del mercato sarà completamente allineata con i servizi di convergenza. Ci sarà il fornitore dell’infrastruttura, quello dei servizi e quello dei contenuti. Gli utenti potranno scegliere il fornitore di servizi preferito, quello che ritengono che sia in grado di venire incontro ai loro bisogni o nel quale ripongono la propria fiducia.

Abitudini dell’utente, come cambieranno?

Gli utenti si troveranno ad avere estrema familiarità con il nuovo mondo integrato, apprezzeranno sempre di più il valore aggiunto dei servizi personalizzati, permettendo, inoltre, al proprio fornitore