Salute e sostenibilità

Toilette e solette intelligenti: l’IA che avanza nella vita quotidiana

Dalle toilette intelligenti che diagnosticano malattie ai cestini per la gestione del riciclo fino ai robot che trovano gli oggetti o alle solette per i disturbi motori: breve rassegna su come l’IA stia già entrando nella quotidianità

26 Ago 2021
Maurizio Stochino

Consulente ICT - Esperto di Sicurezza Informatica

regolamento europeo intelligenza artificiale

Le applicazioni dell’IA, l’Intelligenza Artificiale, avanzano in luoghi dove fino a ieri erano fantascienza. E stavolta non parliamo di automobili o fabbriche, ma di luoghi più umili e semplici. E tuttavia non per questo meno importanti.

L’intelligenza artificiale al servizio del pianeta: progetti in corso e opportunità

Le toilette intelligenti per diagnosticare malattie

I bagni. La prevenzione è una componente essenziale per tutelarsi da possibili patologie e malanni poco piacevoli. Sebbene una vita sana possa essere di per sé un’ottima soluzione di prevenzione, è innegabile che le analisi diagnostiche di sangue, feci e urina possano garantire una tranquillità maggiore oltre che una valutazione oggettiva dello stato di salute.

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L’intelligenza artificiale, come suggerisce lo studio pubblicato nel 2014 su British Journal of General Practice, può essere particolarmente utile nell’analisi diagnostica delle malattie attraverso le toilette intelligenti.

Grazie alle ricerche effettuate alla Stanford University, è stato sperimentato per la prima volta un prototipo di toilette al cui interno è installato una fotocamera programmata con Intelligenza Artificiale, con lo scopo di tracciare la forma delle feci e monitorare flusso e colore dell’urina.

Da un punto di vista tecnico è stato implementato un lab-on-a-chip all’interno della toilette capace di analizzare le feci con dei micro-campioni e rilevare virus come Covid-19 e simili. Vi è quindi la creazione di un vero e proprio diario digitale in cui memorizzare informazioni molto importanti sulla salute di coloro che utilizzano uno strumento del genere, ricavandone una diagnosi precoce, non invasiva, sulle potenziali patologie dell’intestino e delle malattie legate al colon.

Benché l’idea possa sembrare lontana dalle abitudini degli italiani, in Giappone e negli Stati tecnologicamente più avanzati, toilette intelligenti già offrono funzionalità di una certa importanza. Come è facile dedurre, l’Intelligenza Artificiale legata al tema della salute è fondamentale per la prevenzione di malattie rilevanti: l’impiego di una toilette intelligente è una soluzione non difficile da implementare nella vita reale e dai benefici potenzialmente incalcolabili.

La sperimentazione tramite i prototipi è solo il primo passo per comprendere i vantaggi di una tecnologia di questo tipo: con un costo contenuto, ancora da definire, sarà possibile prevenire il peggio.

Ma qual è il funzionamento pratico di questa tipologia di dispositivo? Analizzando gli aspetti pratici di una toilette dotata di Intelligenza Artificiale ci si imbatte in un’applicazione dedicata capace di tenere traccia dei parametri di salute dell’utente. Grazie al codice programmato per adattarsi alle esigenze e agli usi del soggetto, è possibile identificare l’utente che sta utilizzando la toilette grazie alle sue caratteristiche univoche.

Tale interessante innovazione ha indotto il produttore di servizi igienici coreano Izen a fabbricare un’unità con un costo variabile tra 300 e 1000 dollari; costo ragionevole se si osservano i listini prezzi delle celebri toilette giapponesi con riscaldamento e doccetta interna.

Alcuni scienziati della Duke University hanno migliorato questa idea e convogliato tale tecnologia verso progetti di sviluppo di un bagno che raccolga e analizzi i rifiuti dopo il risciacquo. Questo miglioramento ha lo scopo di garantire maggiore privacy, basando il riconoscimento degli utenti attraverso un sensore biochimico e fotocamere AI.

Gli scienziati ritengono che questa tipologia di prodotto possa essere sviluppato e prodotto concretamente nei prossimi due anni, garantendo una prevenzione sanitaria di assoluto livello non solo ai privati ma anche agli enti pubblici che la richiederanno.

IA: rilevazioni sensoriali di fumi tossici e prodotti in scadenza

L’applicazione dell’Intelligenza Artificiale può avere un impatto eccellente sulla prevenzione delle malattie gastrointestinali, ma altrettanto importante è il suo apporto per le tematiche legate al gusto e all’olfatto. Tutti conosciamo l’IA come algoritmo capace di riconoscere parole e frasi per poi identificarne la risoluzione migliore, ma non tutti sono a conoscenza del fatto che sia possibile insegnare a identificare e quantificare gli odori in un contesto particolarmente complesso.

Tale ambizione nasce da Ashok Prabhu Masilamani, fondatore di Stratuscent, che ha sviluppato un chip capace di rilevare e soprattutto catalogare i fumi tossici e tutte quelle sostanze chimiche sottoforma di gas presenti in un ambiente abitativo o lavorativo. I non addetti ai lavori potrebbero immaginarlo come un naso elettronico installato nel sistema di ventilazione di una casa intelligente o semplicemente in un purificatore d’aria con lo scopo di garantire la massima qualità possibile dell’aria in tempo reale.

Le applicazioni sono potenzialmente infinite, dall’implementazione nei frigoriferi intelligenti, al fine di rilevare gli alimenti in via di scadenza, al rilevamento di sostanze nocive per il corpo negli ambienti più ristretti.

Molto interessante lo studio e il prototipo sperimentato dagli scienziati della Nanyang Technological University di Singapore: è stato progettato un codice a barre (colorato) che ha la capacità di reagire ai gas prodotti dagli alimenti in via di decomposizione. Grazie ad un lettore di codici a barre presente nei modelli IA è possibile analizzare e prevenire le date di scadenza e lo stato di marcescenza degli alimenti stessi nel corso del tempo, oltre che della temperatura in cui si trovano.

Le potenzialità dell’Intelligenza Artificiale applicate alla gestione della conservazione del cibo, oltre a preservare gli utenti da possibili intossicazioni alimentari, aiuta notevolmente nel ridurre gli sprechi, valutando in modo analitico il cibo da consumare. Una risorsa eccellente per limitare gli sprechi e gestire al meglio le risorse a disposizione.

L’applicazione nel settore industriale, grazie al rilevamento di gas tossici e sostanze dannose per le risorse umane, è oggettivamente una risorsa su cui molte aziende pensano di investire per migliorare la sicurezza e la salute dei dipendenti.

I dispositivi che ritrovano gli oggetti

Negli ultimi anni sempre più aziende, anche di grande rilevanza, stanno investendo su dispositivi di ritrovamento degli oggetti. Sebbene l’idea sia oggettivamente interessante, tali tecnologie si basano su due principali sistemi tecnologici: GPS ed ecosistema del proprio brand. Da un punto di vista scientifico, la loro applicazione garantisce dei buoni risultati ma non quanto l’Intelligenza Artificiale che offre un livello superiore di reperibilità.

Se dovessimo perdere le nostre chiavi di casa o il telecomando, grazie al robot sviluppato dai ricercatori del Massachusetts Institute of Technology, dotato di Intelligenza Artificiale, sarebbe possibile ritrovare gli oggetti nascosti in modalità wireless con grande facilità.

L’implementazione di braccia robotiche consente al dispositivo di inviare onde radio sul tag RFID presente sul prodotto da ricercare e ritrovarlo in pochi secondi. I più esperti avranno notato come tale tecnologia possa sembrare simile a quella presentata pochi mesi fa da Apple per i suoi Tag di ricerca. In realtà il celebre brand poggia la sua capacità di ricerca sull’ecosistema Apple, presente all’interno di ogni dispositivo prodotto. L’IA invece gestisce le onde radio in base ai codici a barre stampati direttamente dalle aziende produttrici sui dispositivi da ricercare, incrementando così le possibilità di ritrovamento.

Il robot analizza i segnali elettromagnetici e calcola la distanza dall’oggetto da ritrovare. Ciò viene valorizzato da una fotocamera integrata che ha lo scopo di visualizzare chiaramente dove possa trovarsi l’oggetto smarrito.

Il passo in avanti è evidente nell’algoritmo presente in questo robot, capace di adattarsi alle condizioni ambientali e di spostare gli oggetti che ostacolano il ritrovamento dell’oggetto. Tale dinamica avviene infinite volte in condizioni differenti, grazie all’IA è possibile raggiungere una percentuale di successo del 96%.

Ma quali possono essere i tempi concreti della sua implementazione nel mercato consumer? I ricercatori ipotizzano 5-10 anni e un costo variabile tra 500 e 100 dollari.

L’IA per la gestione intelligente dei rifiuti

Negli ultimi dieci anni sempre più regioni italiane dispongono di un piano di smaltimento rifiuti basato sul riciclo delle sostanze. Benché quasi tutti conoscano le regole base per lo smaltimento dei rifiuti, ancora oggi molti li gettano nel contenitore sbagliato, rendendo vano il processo di smaltimento automatico delle macchine preposte.

L’Agenzia per la protezione dell’ambiente ritiene che l’intelligenza artificiale possa contribuire significativamente a tale problematica. Ciò per il bene non solo del pianeta ma anche delle risorse umane che quotidianamente devono porre rimedio a una cattiva gestione dei materiali degli utenti.

Una startup californiana di nome Lasso ha progettato, grazie alla raccolta di più di 1,6 milioni di dollari, un vero e proprio cestino intelligente che ha la capacità di ordinare, pulire e riciclare tutti i materiali inseriti al suo interno dal nucleo familiare.

Inserendo plastica, metallo e oggetti in vetro è possibile, grazie al sensore di rilevamento sottoforma di camera, identificare i materiali di risulta con l’Intelligenza Artificiale e infrarossi. Ma il suo funzionamento non si limita al semplice rilevamento e selezione dei rifiuti: vi è anche una pulitura a vapore nei contenitori che ristabilisce lo status originale della pattumiera.

Ogni nazione ha ovviamente differenti metodi di smaltimento, composti da un numero variabile di cestini in cui inserire i materiali da riciclare. La startup Lasso ha sviluppato questo cestino in modo che possa contenere da un minimo di tre a un massimo di otto sacche.

Questo robot verrà messo in commercio nel 2024 e potrà essere acquistato a circa 3500 dollari, stando alle parole del capo dell’azienda Aldous Hicks.

Una invenzione particolarmente utile per tutte quelle famiglie che trascurano, per pigrizia, il riciclo dei materiali di risulta. L’IA garantirebbe una velocità di esecuzione nello smaltimento e una migliore salvaguardia del Paese selezionando in modo accurato gli elementi da riciclare. Ciò renderebbe la già ingolfatissima macchina sociale più snella e fruibile a tutti.

Le solette intelligenti per i disturbi motori

Un’altra particolare ma utilissima applicazione nella vita di tutti i giorni dell’IA si manifesta nelle scarpe intelligenti, indicate prevalentemente per identificare i segni di disturbi motori e migliorare le prestazioni degli atleti durante le sessioni di allenamento.

Più che di scarpe intelligenti è opportuno definirle solette intelligenti: analizzano l’andatura degli utenti che le indossano e memorizzano i dati dei loro passi. Sebbene esistano un’infinità di applicazioni che monitorano il numero dei passi effettuati, queste ultime sono estremamente imprecise.

Tale monitoraggio potrebbe cambiare grazie al progetto SportSole sviluppato dal dottor Zanotto e la sua squadra di ricercatori.

Attraverso l’impiego di modelli basati su Intelligenza Artificiale, è possibile analizzare i dati forniti dai sensori installati e monitorare non solo i passi ma anche la velocità e l’andatura di chi le utilizza, il tutto in tempo reale e con la massima precisione.

Il progetto si pone l’obiettivo di prevenire problemi alla schiena e alle articolazioni dei cittadini comuni e di migliorare le prestazioni degli atleti: questi ultimi potrebbero analizzare i dati memorizzati e cambiare approccio all’allenamento in base alle esigenze e al miglior risultato ottenibile.

Il dottor Zanotto nelle diverse interviste rilasciate ha sottolineato come la sua idea sia quella di commercializzare il prodotto entro la prima metà del 2023.

Indagando più a fondo sulle interazioni tra IA e scarpe intelligenti è evidente come l’utilizzo quotidiano di tale tecnologia possa portare diversi benefici. Il progetto SportSole potrebbe migliorare le diagnosi dei disturbi neurologici legati alle funzioni motorie e quantificare l’efficacia dei trattamenti sanitari.

L’applicazione più plausibile è sicuramente quella rivolta agli anziani, questi potranno ridurre drasticamente le cadute accidentali riportando in tempo reale gli schemi dei passi. Tale tecnologia si adatta benissimo anche al monitoraggio dei bambini affetti da disturbi motori, con cui è possibile valutare la soluzione medica migliore per risolvere le patologie presenti.

IA: Ebo, il robot che interagisce

Un prodotto munito di intelligenza artificiale molto vicino alla commercializzazione è Ebo, un vero e proprio robot che interagisce con le altre persone e gli animali.

La compagnia Enabot, proveniente da Hong Kong, ha dato vita a un progetto molto interessante in cui vi è la possibilità di sorvegliare la propria casa e allo stesso tempo stimolare gli animali a quattro zampe all’interno del nucleo abitativo. Il robot può muoversi senza troppi problemi su qualsiasi tipologia di superficie grazie alla struttura composta da un motore potente e tre ruote motrici.

Il robot funziona grazie a una tecnologia a infrarossi installata all’interno di una telecamera FullHD, capace di visualizzare le immagini anche di notte. La presenza di un microfono, di un doppio altoparlante e di una ricezione di rete WiFi completano una scheda tecnica molto interessante. L’azienda sviluppatrice ha dato vita anche a un’applicazione dedicata con cui è possibile interagire a distanza con gli animali domestici e le persone all’interno della rete locale.

Le funzionalità del robot consistono prevalentemente nel danzare, rotolare e muoversi o fermarsi a seconda delle necessità. Tra le caratteristiche più rilevanti figura la sua capacità di registrare fino a 24 ore gli ambienti circostanti, inviando notifiche in caso di attività e movimenti sospetti.

Il ruolo dell’IA in questo caso è molto utile per identificare e memorizzare le persone nel nucleo familiare, animali compresi, e poterli seguire in modo intelligente. Tale funzionalità permette di monitorare le potenziali cadute di anziani e bambini, notificando agli altri membri la necessità di intervento.

I benefici di Ebo non sono solo di monitoraggio e notifica ma si estendono anche a una componente di compagnia. Gli anziani, i bambini e anche gli animali domestici necessitano di interazioni giornaliere per intrattenersi e divertirsi affinché non si sentano soli e abbandonati. Un piccolo robot, fino a poco tempo fa immaginabile solo nei film di fantascienza, ora sembra poter diventare realtà.

Benché un’idea di questo tipo possa sembrare lontana economicamente dalle proprie possibilità, in realtà si può acquistare Ebo a circa 105 euro con consegna indicativamente prevista per novembre 2021.

Conclusioni

È chiaro come l’implementazione sempre più marcata dell’IA stia per cambiare la vita di tutti i giorni. L’evoluzione tecnologica non è visibile solo nella produzione di oggetti sempre più piccoli ma anche nell’interazione che questi possono avere con le persone. Sviluppare e implementare l’IA all’interno di un oggetto diventa sempre meno difficile e le idee su come utilizzarla al meglio aumentano con i miglioramenti tecnologici.

Grazie a software e hardware sempre più preformanti è possibile ideare prodotti che possano essere utili all’uomo e che in molti casi lo aiutino nella quotidianità. Il futuro sembra molto più vicino di quanto si possa pensare, l’Intelligenza Artificiale è una componente fondamentale di tale processo di crescita evolutiva.

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