I uaderni di - Home page | Fondazione Ugo Bordoni · Digitalliving: quando l’elettronica di...

Con gli ultimi due “Quaderni” (dedi-cati rispettivamente al “Cinema Di-gitale” e alla “Firma Digitale”) abbia-mo approfondito alcuni aspetti diquella che la Fondazione Bordoni hachiamato “Digital Life”, in un riusci-to convegno a Milano nell’ambitodello SMAU (un incontro che ha per-messo di esemplificare il ruolo po-sitivo delle tecnologie digitali nellavita quotidiana). Arricchiamo ulte-riormente, con questo numero, il di-scorso polarizzando l’attenzione sul-la “Casa Digitale”, un’espressioneche riassume un’articolata gammadi applicazioni con l’utilizzo del “bit”nella vita di tutti i giorni: in casa, inufficio, per comunicare e per infor-marsi, per eseguire e per dirigere.

Si moltiplicano le applicazioni del-le nuove tecnologie, si estende ilperimetro operativo. L’Italia, comeha riconosciuto anche la Ue, haconquistato in questo settore unaposizione di leader, con riferimen-to alle normative applicate, al livel-lo dei prezzi offerti alla clientela,alla forte diffusione della banda lar-ga. Il mercato interno ha reagitoin positivo alle linee politiche im-postate e seguite: la spesa delle

famiglie italiane per tecnologie eservizi dominati dalla convergen-za digitale è stata nel 2004 pari adoltre 22 miliardi di Euro. Le princi-pali piattaforme digitali in casahanno raggiunto lo stesso livellodi importanza dei due “media” tra-dizionali (televisione e quotidiano).

Un ruolo fondamentale, in que-sta prospettiva, deve essere gio-cato dagli operatori di telecomu-nicazioni. A loro il compito di crea-re servizi on line facile da usare;di dare vita a occasioni di uso diprodotti digitali; di facilitare la crea-zione di community intorno a ser-vizi di comunicazione interperso-nale e di entertainment.

Le nuove tecnologie avanzanocon crescente velocità. L’importan-te è comprendere appieno la por-tata della rivoluzione che stiamo vi-vendo (simile per intensità a quelladell’800 con la macchina a vapore,ma molto più veloce nella diffusio-ne e nel coinvolgimenti dei molte-plici protagonisti della vita civile). Edin quest’ottica, di illustrare e spie-gare i cambiamenti, si pone anchequesto “Quaderno”, dedicato ap-punto alla “Casa Digitale”.

La casa digitaleapre nuove porte

I quaderni di A cura di Alberto Mucci

Supplemento al numero 236 di maggio 2006 di

Il quaderno di Telèma è stato realizzato dalla Fondazione Ugo Bor-doni (Presidente il Prof. Giordano Bruno Guerri, Direttore Generale il Consiglie-re Guido Salerno, Direttore delle Ricerche l’ing. Mario Frullone). Coordinatoredel Quaderno l’ing. Daniela D’Aloisi. Hanno collaborato: Lucia Marchisio, Ste-fania Corna, Barbara Di Lascio, Pier Giorgio Bosco, Telecom Italia; Roberto Bi-siani, Davide Diamantini, Davide Merico, Andrea Pozzali, Università di Milano Bi-cocca; Marco Aiello, Università di Trento & Distributed Systems Group-TU Wien;Amedeo Cesta, Federico Pecora, ISTC-CNR, Roma; Pier Angelo Biga, ICM Ad-visors; Francesco Bonelli, Wolters Kluwer Italia; Vittorio Baroncini, Raffaele Ni-colussi, Fondazione Ugo Bordoni.

Ind

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Sono usciti nel 2005/2006:

Il controllo dell’ambiente si attua mettendo a punto reti efficienti novembre

Televisione e telefonini quale integrazione? dicembre 2004/gennaio

Agire digitale. Più banda larga; più servizi febbraio

La tv digitale porta nuovi servizi nelle famiglie marzo

Ci avviciniamo al 4G: la convergenza delle tecnologie digitali aprile

Dall’intelligenza artificiale alla vita artificiale maggio

Le nano e micro tecnologie nella realtà dell’Italia 2000 giugno

L’uso della telefonia tramite internet settembre

La sfida sicurezza nella società dell’informazione ottobre

L’attività spaziale italiana ha molti punti di eccellenza novembre

Le sfide 2006 della Tecnologia della lingua dicembre 2005/gennaio

Tv, dati e telefono si fondono sempre di più febbraio

D-cinema dalla pellicola al file marzo

Il “punto” sulla firma digitale in Italia aprile

La casa intelligente. Le tecnologie del domani

Cosa è la domotica

Digital living: quando l’elettronica di consumo sposa la larga banda

Nuove tecnologie per nuovi ambienti

Web Services come lingua franca domestica

Robocare, un progetto pilota su tecnologie intelligenti per aiutare anziani in casa

Il mercato della domotica

L’ufficio digitale

Il Residential Gateway. Ovvero come il forno ci avverte che la torta è cotta mentre stiamo guardando un film in TV

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Il mondo sta diventando digitale e compo-nenti fino a ieri appartenenti a domini diver-si possono essere facilmente connessi. Cieravamo appena abituati alla convergenzafisso-mobile, quando ci accorgiamo cheanche la televisione può parlare con il telefo-no e il nostro computer può far partire la lava-trice. La casa intelligente è il risultato di tec-nologie diverse che, integrandosi, danno vitaa soluzioni innovative. In realtà l’intelligenzaè distribuita nella casa, nei suoi elementi, nel-le reti e nel sistema di controllo.

Gli articoli contenuti in questo inserto diMedia Duemila descrivono delle soluzioni diavanguardia, allo scopo di fornire una panora-mica delle tecnologie che implementeranno lanostra casa del futuro.

Dopo un articolo d’introduzione anche stori-ca alla domotica, viene esaminato lo scenarioevolutivo della banda larga e il ruolo degli ope-ratori di telecomunicazioni nella digitalizzazio-ne delle case.

Tra i differenti tipi di reti, verrà poi mostratauna soluzione wireless: le reti senza fili potran-no avere un ruolo dominante nella domotica,grazie ad alcune loro caratteristiche quali il bas-so costo e la facilità di installazione.

L’articolo sui web ser-vices mostra come que-sta famiglia di protocol-li, basati su XML e natiper far cooperare appli-cazioni autonome, pos-sa essere usato per ren-dere la casa un’infra-struttura cooperativa.Quale campo di applica-zione viene proposto ilmonitoraggio di una persona anziana.

Sempre alla cura degli anziani è dedicatoRobocare, un progetto che si è dato l’obiettivodi dimostrare come tecnologie di intelligenzaartificiale, di sensori intelligenti e di roboticaautonoma possa dare vita a soluzioni innovati-ve e di grande impatto sociale.

L’ultimo articolo di impronta tecnologicadescrive il ruolo essenziale del residentialgateway.

Completano la raccolta una breve analisidel mercato della domotica e la descrizionedello stato dell’arte delle soluzioni per l’uffi-cio digitale.

Daniela D’AloisiFondazione Ugo Bordoni

La parola domotica significa letteralmente casaautomatica. Il suo scopo è infatti quello di auto-matizzare le diverse funzionalità della casa, inte-grando le tecnologie disponibili oppure proget-tando soluzioni ad-hoc. Nell’immaginario dimolti, la casa intelligente è un ambiente confor-tevole, in cui tutte le funzioni vengono espleta-te con semplicità: si entra usando l’improntadigitale, il riscaldamento si regola a secondadella giornata e delle persone presenti in casa,il frigorifero stampa la lista della spesa, la lava-trice sceglie come trattare il bucato. Dopo cena-mentre la lavastoviglie sceglie il lavaggio più

adatto per risparmiare energia, acqua e deter-sivo – guardiamo il nostro programma preferi-to. Il decoder esegue un programma interatti-vo che mostra in una finestra della tv gli impe-gni del giorno dopo, permettendo anche di pro-grammare le attività di pulizia e perfino di paga-re la bolletta della luce.

Non è uno scenario fantascientifico, ma per-fettamente realizzabile con le tecnologie attuali.Questa visione presuppone una integrazione degliapparati domestici che colloquiano tra loro, per-cepiscono l’ambiente attraverso sensori, reagi-scono alle modifiche ambientali, sono in grado

La casa intelligenteLe tecnologie del domani

Cosa è la domotica

Daniela D’Aloisi

di attivarsi, sono connessi al mondo esterno siaper permettere ai suoi abitanti il controllo adistanza sia per servizi di assistenza e monito-raggio remoti.

Lo scopo è quello di avere case più comode,più sicure, più ecologiche. Già da adesso moltecase dispongono di apparati tecnologicamenteavanzati. Sono dotate di televisioni digitali (ter-restre, satellitare, via cavo) che permettono nonsolo di guardare i programmi tradizionali, maanche di acquistare contenuti specifici e di usu-fruire di servizi interattivi utili o di intrattenimen-to. Sono dotate di impianti home theater, di let-tori e registratori di dvd, di Xbox e Playstationper lo svago e il tempo libero. Hanno elettrodo-mestici intelligenti che lavorano con chip basa-ti sulla fuzzy logic, e badano al risparmio ener-getico. Dispongono di impianti di climatizzazio-ne che mantengono temperature ottimali edimpianti di sicurezza che riconoscono i proprie-tari attraverso dati biometrici.

Possono essere implementate funzionalitàelementari, come ad esempio l’accensione del-le luci, la gestione del clima, il controllo dellasicurezza, fino ad arrivare alla completa auto-matizzazione degli edifici (building automation).In questo caso tutti gli impianti sono compu-terizzati ed integrati, la cablatura delle reti ditelecomunicazioni ed informatiche è intrinse-ca agli edifici e tutte le tecnologie più avanza-te sono usate per migliorare le “prestazioni”della casa.

In realtà il termine domotica indica un concet-to, perché le effettive realizzazioni sono molte-plici sia per quanto riguarda le architetture siaper quanto riguarda i sistemi di cablaggio e diinterfaccia.

Se ci soffermiamo sulle interfacce utente, chehanno il duplice scopo di dare e ricevere infor-mazioni, sono disponibili vari dispositivi cometastiere, schermi sensibili, voce, impronte. Alcu-ne sono legate ad un singolo dispositivo, peresempio l’apertura di una porta con un’impron-ta, altre sono legate al sistema di controllo cen-tralizzato. Ad esso si può accedere con moda-lità diverse (computer, decoder digitale legatoalla televisione, ecc.) a seconda delle preferen-ze dell’utente.

Gli apparati sono connessi tra loro, e le solu-zioni relative al cablaggio sono diverse. Trala-

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sciando le soluzioni ad hoc commercializzateda alcune aziende, sicuramente tutte le casesono dotate di doppino telefonico e cavo coas-siale che però hanno scarsa capacità. Di mag-gior banda è lo UTP 5, che è una tecnologiainternet, e le linee elettriche (powerline). Ci sonopoi le tecnologie radio (per esempio il blue-tooth, lo HomeRF e lo IEEE802.11a/b) e l’in-frarosso (irDA).

Il sistema di controllo (centralizzato o distri-buito) esegue i comandi degli abitanti, controllal’evolversi della casa e segnala le eventuali ano-malie.

La casa deve essere connessa con l’esternoper potere permettere il controllo remoto. Pun-to centrale della connettività è il residentialgateway, un router avanzato che funziona dainterfaccia tra le reti, le integra ed è in grado diveicolare i servizi.

Le funzioni di un residential gateway sonogià adesso integrabili in un computer o in undecoder.

La nascita della domoticaCome nasce la domotica? La storia è lunga,ricca di tappe e invenzioni e perciò difficile daaffrontare in poche pagine: sarebbe infattinecessario approfondire molti campi, dall’evo-luzione dei personal computer ai sistemi di con-trollo, dai dispositivi di misurazione e trasmis-sione alla tv ad Internet. Ci limiteremo pertan-to a brevi cenni.

Alla fine del 1800 un costruttore edile delWinsconsin, di nome William Penn Powers,ideò un dispositivo che, grazie ad un liquidoin esso contenuto, era in grado di individuarei cambiamenti di temperatura e regolare diconseguenza l’apporto di energia necessariaal riscaldamento. Grazie ai successi ottenutidalla sua invenzione fu in grado, nel 1891, difondare la Power Regulator Company, consede a Chicago, che è l’antenata della odier-na Siemens Building Technology. La societàtracciò la strada per una nuova industria favo-rendo, in questo modo, il diffondersi della filo-sofia della domotica il cui obiettivo era quellodi facilitare la vita dell’uomo attraverso l’inte-grazione di sistemi e favorendo il loro control-lo ed automatismo.

COSA È LA DOMOTICA

Un primo interessante esempio di applicazio-ne pratica di domotica la troviamo proprio a Chi-cago nel 1907 quando un grosso hotel fu dota-to del primo impianto automatizzato per il con-dizionamento dell’aria. Il successo ottenuto conquesta prima applicazione pratica venne prestoreplicato negli immensi grattacieli che di lì a pocoincominciarono a fiorire un po’ dovunque a Chi-cago e, naturalmente, nel resto degli USA. L’au-tomazione dei sistemi introdotta dalle primeapplicazioni pratiche della domotica, aiutò i pro-gettisti di allora nel difficile tentativo di gestire igrandi fabbisogni, principalmente elettrici, chequesti giganteschi edifici reclamavano in modoinsaziabile.

È in questi anni, ed in particolare agli inizi del1950, che un gruppo di ingegneri energetici pro-durrà System 320, un pratico dispositivo in gra-do di effettuare un controllo multiplo su più siste-mi. Tra le innovazioni introdotte dall’apparecchiovi era quella di leggere lo stato di funzionamen-to dei vari impianti, in modo rapido e in temporeale, e mostrarle direttamente in lingua inglesesu un display LCD.

“ECHO IV”, acronimo per “Electronic Com-puting Home Operator”, nasce nel 1966 ad ope-ra dell’ingegnere Jim Sutherland ed in collabo-razione con la Westinghouse Corporation. Sitrattava di un dispositivo che implementavadiverse funzionalità tra cui quella per il control-lo della temperatura interna delle stanze. Il siste-ma permetteva di gestire elenchi personalizza-ti per ogni componente della famiglia (come, peresempio, la lista della spesa), consentiva diaccendere e spegnere apparecchiature elettri-che attraverso un sistema di controllo centraleed effettuare annotazioni attraverso l’uso di unoschermo CRT.

Ultima tappa di questa breve storia delladomotica è rappresentata dallo sviluppo delsistema X10, realizzato da un piccolo gruppo diingegneri scozzesi per conto della Pico Electro-nics, nel 1970. L’X10 diventerà uno degli stan-dard più utilizzati in domotica in grado di sfrut-tare la linea elettrica per la trasmissione delleinformazioni tra le varie apparecchiature. Gra-zie all’idea sviluppata dal team di ingegneri scoz-zesi veniva, in questo modo, inaugurata l’eradella moderna domotica. Gli anni successivi,fino ai nostri tempi, sono stati ricchi di innova-

zioni e miglioramenti ma per il futuro, seppurancora nebuloso, ci si aspetta degli scenariancor più promettenti.

Obiettivi, vantaggi e scopi della domoticaLa scienza della domotica individua un settoredove automazione e integrazione hanno la fina-lità di portare nelle nostre case comodità, sicu-rezza e ottimizzazione degli spazi.

La domotica nasce, quindi, dall’integrazionedi una serie di sistemi e l’innovazione non è tan-to nella presenza di questi, in genere già esisten-ti, quanto nel sistema di controllo che divienecentralizzato e, in questo modo, intelligente.

Obiettivo primario della domotica è sicuramen-te quello della facilità d’uso. Il sistema deve pos-sedere una interfaccia facile da usare, tale dapoter essere compresa e azionata da chiunquesenza che siano richieste particolari competen-ze tecniche.

Una casa domotica, inoltre, deve garantire lacontinuità del servizio. Il sistema dovrà essereresistente ai guasti e, comunque, facile da ripa-rare da parte di un personale tecnico specializ-zato. In questo modo, anche in presenza di unainterruzione del servizio, il sistema potrà essereripristinato in poco tempo.

L’affidabilità costituisce un altro tema fonda-mentale che una casa domotica deve garanti-re. I guasti di un sistema domotico devonoessere gestiti, nei limiti del possibile, dal siste-ma stesso che deve essere in grado di isolarei dispositivi non più funzionanti, avvisare auto-maticamente gli abitanti della casa e, se previ-sto, il centro di assistenza così da provvederead immediate riparazioni. La casa domotica, inquesto modo, garantisce la sicurezza dei suoiabitanti preoccupandosi che il malfunziona-mento di un suo dispositivo non ne compro-metti la salute.

Ultimo, non di importanza, obiettivo delladomotica è quello di fornire i servizi di automa-zione mantenendo i costi di questi bassi nei limi-ti del possibile. Supponendo che una HomeAutomation possa essere di grande aiuto soprat-tutto per anziani e disabili, seppur utile e vantag-giosa per tutti, la casa domotica deve costarepoco e non gravare, così, sulle pensioni e gli sti-

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LA CASA DIGITALE APRE NUOVE PORTE

pendi di queste categorie di utenti.Grazie alla domotica la casa può, in questo

modo, avvantaggiarsi di due grosse caratteristi-che: l’economicità e l’automatismo.

I due elementi non sono disgiunti, l’automa-tismo di una casa domotica permette, per esem-pio, di avviare i cicli di lavaggio dei dispositivicome lavatrici e lavastoviglie, negli orari nottur-ni in cui l’energia elettrica è meno costosa oppu-re accendere e spegnere il riscaldamento auto-nomo conoscendo gli orari e le abitudini degliabitanti della casa.

Tutte queste caratteristiche, se non sviluppa-te singolarmente ma nel loro insieme, portanoalla creazione di un sistema di Home Automa-tion integrato che può semplificare la vita all’in-terno delle abitazioni.

Per quanto riguarda il sistema di controllo èpossibile individuarne due fondamentali: accen-trato e decentrato.

Nel primo caso l’utente interagisce diretta-mente con il sistema di controllo della casa dacui può pilotare ogni dispositivo e funzionalitàdella sua abitazione. Nel secondo caso, invece,l’interazione avviene con il singolo dispositivo esaranno poi questi a comunicare e interagire conl’unità centrale per effettuare micro aggiusta-menti e sincronizzarsi.

Lo scopo ultimo della domotica è l’integra-zione di tutti i sistemi che, presi in modo isola-

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to, sono in grado di svolgere esclusivamente fun-zioni semplici ma che, se controllati da un siste-ma integrato, possono realizzare funzionalitàcomplesse.

Le aree di automazione possibili in una casasono:� Gestione dell’ambiente (microclima e requisi-

ti energetici)� Gestione degli apparecchi� Comunicazione e informazione� Sicurezza

Ad ognuna di queste aree afferiscono molte fun-zionalità tipiche di ogni casa (la comunicazione,per esempio, può essere quella telefonica, datio del citofono) e tutte, grazie ad un sistema dicontrollo e, soprattutto, di una interfaccia userfriendly, possono essere efficacemente gestiteattraverso un sistema centralizzato.

Utenti e domotica Le tecnologie domotiche impattano fortementesulla vita quotidiana ed è quindi necessario cheil grado di accettazione da parte dell’utente siaelevato. Ma quanto gli utenti sentono il bisognodi avere una casa intelligente?

Nel maggio 2005, l’ANIE (Federazione Nazio-nale delle imprese Elettrotecniche ed elettroni-che) ha diffuso i risultati della ricerca Homevo-lution, L’analisi della domanda svolta a cura del-la società Allaxia, il cui scopo era valutare l’inte-resse delle famiglie italiane rispetto ai vari seg-menti della casa domotica. L’indagine ha evi-denziato un forte interesse verso l’adozione diservizi tecnologici all’interno della casa, inter-pretati come un incremento della comodità delvivere quotidiano.

Le aree investigate sono: sicurezza e control-lo energia; riscaldamento e condizionamento;controllo degli elettrodomestici e dei carichi elet-trici; controllo di cancelli, serrande, luci e altriautomatismi; informazione e comunicazione;telecomunicazioni; informatica e servizi via inter-net; informazione, gioco e intrattenimento; ser-vizi sanitari e servizi sociali.

La sicurezza è uno degli aspetti di maggioreimpatto. Metà degli intervistati possiede impian-ti di sicurezza, l’altra metà è fortemente inte-

COSA È LA DOMOTICA

Figura 1. Un robot aspirapolvere

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ressata a dotarsene. Non sono però ben accet-tate soluzioni sofisticate, soprattutto il control-lo a distanza attraverso le telecamere perchéconsiderato troppo intrusivo. La parola chiaveè semplicità d’uso, evitando di ricorrere ad untecnico specializzato anche per operazioni diroutine.

Di grande interesse anche le tecnologie con-nesse al mantenimento della temperatura otti-male nelle abitazioni, viste anche nell’ottica delconseguente risparmio energetico. Tuttavia soloil 12.5% degli intervistati possiede sistemi diriscaldamento o condizionamento che adottanosoluzioni domotiche.

Il controllo a distanza del loro funzionamentosuscita un interesse giudicato medio-alto anchese nessuno degli intervistati possiede soluzioniinstallate. Gli utenti richiedono apparati di faci-le uso, da potere programmare con semplicitàanche a distanza.

Per quanto riguarda l’aspetto di comunicazio-ni e internet, è quasi totale la presenza di com-puter con accesso alla rete, anche con soluzio-ni wireless, così come la presenza di vari tipi ditelefoni e videocitofoni.

L’aspetto di intrattenimento non viene consi-derato dagli utenti invece parte integrate dellacasa domotica, ma molti dei partecipanti sonodotati di vari tipi di strumenti. Viene invece con-siderata molto interessante l’area dei servizi sani-tari e sociali, al momento dell’indagine totalmen-te assenti. Con la televisione digitale, iniziano adapparire alcuni servizi di pubblica utilità il cuinumero è destinato a salire.

Lo scenario descritto all’inizio non solo nonè lontano, ma è fortemente auspicato dagliutenti.

All’interno della casa domotica, sono stateindividuate delle aree applicative. All’interno diogni area è possibile individuare soluzioni diver-se, anche se è difficile determinarle con esattez-za date le diverse esigenze e soluzioni adottatedai vari utenti.

L’area della sicurezza non è limitato agliimpianti antifurto, ma si estende al controllo degliincendi, delle perdite di acqua o gas, al control-lo ambientale a distanza, alla teleassistenza dipersone con particolari bisogni (anziani, disabi-li, malati).

Per quanto riguarda la gestione del clima e

dell’ambiente, oltre alla climatizzazione, possia-mo elencare il riscaldamento dell’acqua, lagestione degli spazi esterni quali giardini, pisci-ne e cortili, l’illuminazione di emergenza e il con-trollo degli accessi. Di nuovo, queste funziona-lità possono essere implementate e vari livelli disofisticazione.

Gli elettrodomestici sono elementi nevralgicidi ogni casa: lavatrici e asciugatrici, lavastovi-glie, cucine e forni, frigoriferi, congelatori, vascheidromassaggio. Oltre alle funzionalità minime dirisparmio energetico, questi possono essere pro-grammati e controllati a distanza.

I sistemi di comunicazione sono i più presen-ti: oltre a quelli già citati, possiamo aggiungere isistemi di comunicazione interna, gli accessi abanda larga o wireless, tutti i sistemi d’intratte-nimento (tv, radio, dvd, cd, mp3, ecc.)

Questa divisione per aree seziona la casa inisole (sicurezza, riscaldamento, intrattenimento,ecc.) trattate separatamente con opportune tec-nologie. Questo è anche conseguenza dell’im-postazione tradizionale: d’altra parte qualcheanno fa nessuno avrebbe mai pensato di attac-care il telefono alla televisione.

Ma è proprio dall’integrazione tra tecnologiediverse che può scaturire un reale avanzamen-to delle soluzioni. Come detto in precedenza, lesoluzioni già esistono, è solo necessario inte-grarle e decidere il tipo di controllo.

Molte delle isole tecnologiche sono già pron-te a colloquiare: il computer, la televisione e l’im-pianto stereo, il lettore di DVD possono dare vitaad un sistema di riproduzione, ma anche crea-zione e memorizzazione, di audio, video e gio-chi.

L’aumentare del livello di interconnessione, dilarghezza di banda e di intelligenza all’internodei sistemi può fare crescere le prestazioni, mapuò anche aumentare i servizi offerti dalla casaintelligente. Alle funzionalità tipiche della domo-tica, possiamo aggiungere servizi di tipo socia-le e sanitario di cui, come abbiamo già notato,c’è una grossa esigenza.

Inoltre le varie forme di convergenza (peresempio tra fisso e mobile, tra telefonia e tele-visione, tra computer e sistemi di intrattenimen-to), possono dare vita a soluzioni nuove, comeper esempio l’uso della televisione come cen-trale di controllo domestico.

Un ulteriore impulso e sviluppo potrà veni-re da tecnologie quali la robotica e l’intelligen-za artificiale. Possiamo anche ipotizzare sce-nari avanzati che usino da una parte la robo-tiche dall’altra l’intelligenza artificiale per com-piere azioni in modo autonomo, per pianifica-re le attività, per fare colloquiare diversi ele-menti, ecc. Esistono già degli elettrodomesti-ci basati su tali tecniche, per esempio un robotaspirapolvere che pulisce in modo indipen-dente utilizzando dozzine di sensori per moni-torare l’ambiente (figura 1).

Sviluppi futuriSe i progressi della domotica migliorerannoeffettivamente la qualità della vita di tutte lepersone, indipendentemente dalla loro età edalle loro eventuali disabilità, lo sapremo solonei prossimi anni. Certo è che la centralizza-zione della gestione dei servizi migliorerà lafruizione della casa da parte di una personaanziana o disabile, purché assistita da un’in-terfaccia adeguata.

Nel futuro prossimo la domotica verrà sicura-mente e fortemente influenzata dai recenti pro-gressi raggiunti nel campo dell’Ubiquitus Com-puting e del Pervasive Computing.

L’Ubiquitus Computing rappresenta la piùrecente tappa nella evoluzione dei sistemi dielaborazione. Si è, infatti, passati dai primi gros-si sistemi di calcolo a disposizione di più uten-ti, come l’EDVAC (Electronic Discrete VariableComputer) di John von Neumann e H.H. Gold-stine degli inizi del 1945, ai piccoli computer,anche in versione portatile, dedicati (e quindipersonali da cui il termine “personal compu-ter”) al singolo individuo. La filosofia alla basedell’Ubiquitus Computing è quella di renderedisponibili più sistemi di elaborazione per lostesso individuo.

Il tutto si sposa alla perfezione con il Pervasi-ve Computing che punta a sviluppare sistemi dielaborazione non da usare o, come sta semprepiù spesso accadendo, indossare quanto da“integrare” nel corpo del suo utilizzatore.

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Quindi nel futuro grandi sistemi distribuiti inte-ragiranno con noi al livello molecolare, grazie allananotecnologia, andando a costituire la prossi-ma frontiera della domotica.

Per parlare di un futuro più prossimo a noidobbiamo menzionare alcuni interessanti cam-pi di ricerca che stanno giungendo rapidamen-te a maturazione. Uno di questi è quello delBrain Computer Interface (BCI) che dovrebbefornire una efficace interfaccia tra computer ecervello sfruttando i segnali elettroencefalo-grafici (EEG). Grazie ai risultati ottenuti nel cam-po della BCI sarà presto possibile controllarea distanza i sistemi elettronici di gestione del-la casa e, in questo modo, aprire o chiudere leporte e le finestre, accendere le luci e, analo-gamente, un qualsiasi altro apparecchio elet-trico in modo semplice ed immediato attraver-so il pensiero.

Un’altra interessante area di ricerca è quelladei sistemi robotici dedicati alla mobilità. Per fareun esempio possiamo parlare delle carrozzinead “autonavigazione” (go-to-goal wheelchairs ininglese). Si tratta di dispositivi in grado di muo-versi in modo autonomo all’interno di un edifi-cio raggiungendo la destinazione prescelta sen-za l’intervento umano. Le carrozzine sfruttano leinformazioni provenienti da appositi dispositiviche, distribuiti all’interno dell’edificio, comuni-cano continuamente con esse fornendo loroinformazioni sulla attuale posizione e sull’itine-rario da percorrere.

Per finire un altro interessante campo di stu-dio sarà quello della comunicazione non ver-bale. Si stanno fin d’ora sviluppando sistemi ingrado di interpretare le espressioni di un voltoumano per individuare lo stato di benessere edi salute del soggetto. Dall’analisi di questi datiil sistema sarà in grado di capire se il sogget-to è malato o meno, se ha freddo o caldo, senecessita di aiuto, ecc. e sarà in grado di agi-re di conseguenza.

Daniela D’Aloisi e Raffaele Nicolussi Fondazione Ugo Bordoni

COSA È LA DOMOTICA

Questo articolo intende tracciare la recente evo-luzione della casa ed evidenziare i legami sem-pre più stretti tra il mondo degli operatori broad-band e la Consumer Electronics.

Le due Industry hanno infatti stretto forti rela-zioni in considerazione degli obiettivi comuni: inuovi device “broadband-enabled” determina-no una domanda di accessi a larga banda perpermettere il collegamento in rete e la comuni-cazioni tra essi; gli sforzi degli investitori per ildeployment di reti ad alta velocità e le politichecommerciali degli operatori di TLC volte a favo-rire la diffusione del brodband su larga scalacreano un mercato di “case predisposte” persfruttare appieno le potenzialità dei device piùinnovativi.

I nuovi servizi e le nuove applicazioni residisponibili al mass market aprono scenari di inte-roperabilità tra device, con una particolare pre-dilezione per il segmento dell’Entertainment edei contenuti.

L’evoluzione verso la Digital Home proponepercorsi e orientamenti da intraprendere per offri-re ai clienti quanto di meglio possano chiederein merito alla gestione dei contenuti (propri oacquistati), degli strumenti di comunicazione,della connettività in casa, e così via…

Le scelte degli Operatori possono giocare unruolo decisivo in questo campo: influendo sulmondo dei costruttori e fidelizzando il cliente conofferte d’avanguardia tecnologica tenendo sem-pre a mente il buon principio di semplicità d’u-so per il cliente finale.

L’innovazione tecnologica passa per le famiglieL’effetto globalizzazione nel campo dell’ado-zione delle tecnologie ha ormai investito tutti isegmenti della vita pubblica e privata e hacominciato a far sentire i suoi effetti anche sul-l’ambiente “casa”, in assoluto il meno omoge-neo e omologato fra Paesi diversi e addiritturaall’interno della stessa nazione. Mentre in uffi-cio e in fabbrica la dotazione di tecnologia ten-

de ormai da parecchi anni ad assumere carat-teristiche uguali in tutto il mondo (o per lo menoall’interno di aree geografiche omogenee), lasituazione era (e parzialmente rimane) moltodiversa per quanto riguarda la casa. Nei diver-si Paesi la casa è un ambiente segnato, ancheper quanto riguarda le dotazioni di tecnologia,da differenze nelle tradizioni culturali, nello sti-le architettonico, nelle abitudini familiari e nelmodo in cui si esprimono le emozioni. La casainoltre non è un ambiente organizzato in basea regole gerarchiche e richiede continue media-zioni tra comportamenti individuali ed esigen-ze collettive. Influiscono ovviamente anche fat-tori macro-economici e socio-tecnologici. Rela-tivamente alle dinamiche di ingresso delle tec-nologie (digitali e non) in casa, il nostro Paeseesibisce alcune interessanti caratteristiche (cfr.report Niche Consulting “Convergenze Digitaliin casa” 2005): � nella fase di decollo commerciale della inno-

vazione la famiglia italiana cumula ritardi. Ilnumero di famiglie italiane in grado di assor-bire senza difficoltà innovazioni non comple-tamene assestate è relativamente ridotto. Unapossibile motivazione di questo atteggiamen-to potrebbe essere ricercata nel fatto che, peruna serie di vincoli legislativi e una certa iner-zia del “sistema paese”, la fase sperimenta-le quasi sempre by-passa l’Italia;

� nella fase di diffusione di massa, la famigliaitaliana mette in atto un veloce recupero: tota-le se l’innovazione è di facile uso (vedi cellu-lare, foto digitale, lettore DVD), parziale se l’in-novazione richiede competenze complesseda parte dell’utilizzatore (vedi la piattaformainformatica);

� mentre esiste ancora un profonda differenzafra Nord e Sud per quanto riguarda la dota-zione di tecnologie ed impianti tradizionali incasa, tale differenza tende ad annullarsi perle piattaforme digitali in casa. In questo casoparticolare, infatti, non si registrano differen-ze significative tra la famiglia delle regioni delCentro-Nord e la famiglia del Mezzogiorno.

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Digital living: quando l’elettronica di consumo sposa la larga banda

Ancora minore è il divario tra le famiglie cheabitano nei piccoli agglomerati e le famiglieche abitano nelle maggiori città. Questa è unacaratteristica nuova del comportamento del-la famiglia italiana: l’utilizzo di tecnologie digi-tali è sostanzialmente identico in tutto il Pae-se, a prescindere dalle differenze che pureesistono nell’“offerta” di queste tecnologie sulterritorio e dalle disparità del reddito disponi-bile delle famiglie.

Il broadband come fattore abilitante del Digital LivingQuando si parla di larga banda, il pensiero cor-re immediatamente ai Paesi dell’Estremo Orien-te, i leader delle reti a più alta velocità e ai costipiù bassi. Nella top ten dei Paesi che vedono lapiù alta penetrazione del broadband nelle fami-glie, i primi 3 sono asiatici: Corea (80%), HongKong (71%) e Taiwan (57%). Il Giappone è al 10°posto con il 43% di penetrazione.

In questi Paesi, la diffusione del broadbandè stata favorita da politiche governative mira-te a sviluppare l’economia, la produttività e l’ex-port di ICT. In alcuni casi (es. Hong Kong) è sta-ta promossa la completa liberalizzazione del

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mercato, in altri (Giappone, Taiwan, Corea) ilGoverno ha voluto mantenere un controllodiretto sulla proliferazione delle reti broadband,definendo gli obiettivi di penetrazione, la road-map tecnologica ed il piano investimenti. Incen-tivi, prestiti e agevolazioni fiscali hanno favori-to lo sviluppo del mercato e della competizio-ne. Nei mercati in cui la concorrenza è piùagguerrita, come Hong Kong, la Corea e ilGiappone, vengono offerte velocità di 50-100Mb/s, o addirittura 1 Gb/s, con reti in fibra eVDSL il cui deployment è stato facilitato dallagrossa concentrazione della popolazione nel-le grandi aree urbane e in strutture abitative adappartamenti.

A questo va aggiunto anche il fattore cultura-le: Giappone e Corea, case madri di colossi del-la Consumer Electronics come Sony, Panasonice Samsung, sono Paesi orgogliosi di definirsipionieri dell’innovazione tecnologica e con unaradicata cultura di early adopter.

Inizialmente, gli operatori hanno puntato sulpricing come driver per l’adozione del broad-band, ma con l’approssimarsi della saturazionedel mercato, la velocità è diventata l’elementodifferenziante dell’offerta. Tale value propositionha un discreto appeal sugli early adopters, per i

DIGITAL LIVING: QUANDO L’ELETTRONICA DI CONSUMO SPOSA LA LARGA BANDA

quali l’altissima velocità è uno status symbol, maper la gran parte dei clienti il vantaggio di unaccesso a 20 Mb/s verso un accesso a 100 Mb/sè meno evidente, in quanto le applicazioni cherichiedono una banda così elevata sono poche.Video on demand, IPTV, trasmissioni in alta defi-nizione e VoIP sono le armi che vengono utiliz-zate per stimolare l’upselling verso velocità supe-riori e diminuire il churn.

Sebbene l’Italia sia partita in ritardo rispettoad altri Paesi, la penetrazione del broadband nel-le famiglie ha superato il 20% e nel 2005 siamopassati dal 7° al 4° posto in Europa.

Inizialmente l’ADSL è stato posizionato comestrumento per il Fast Internet, per consentireprestazioni superiori rispetto alla navigazionesu web effettuata in dial up. L’offerta iniziale diTelecom Italia a 256 Kb/s era coerente con leesigenze dei primi web surfers che, sostanzial-mente, si riducevano alla mail, alla navigazio-ne tra i siti e al download di file di poco peso.Il broadband cominciò a diventare un argomen-to di discussione, tra i giovani ma non solo, mail pricing “flat” costituiva ancora una forte bar-riera all’ingresso. Il lancio, negli anni a segui-re, dell’offerta di ADSL a consumo o prepaga-ta ha convinto anche i navigatori meno incalli-ti a passare ad accessi veloci, trasformando labanda larga in un fenomeno di massa e movi-mentando tutto il mercato. Con l’evolversi deicontenuti presenti in Internet e per far frontealla richiesta di velocità più elevate per scari-care file di grandi dimensioni, soprattutto video,è stata presentata un’offerta con velocità supe-riori. Oggi Telecom Italia offre l’ADSL a 4 Mb/sed ha già annunciato di essere in procinto dilanciare, utilizzando tecnologie innovative, con-nessioni a velocità fino a 20 Mb/s e anche a40-50 Mb/s. L’ADSL infatti non è più solo Inter-net, ma è diventato il veicolo per una serie diapplicazioni basate su IP: dalla voce alla TV,fino all’interattività sui contenuti televisivi. Velo-cità così elevate si rendono necessarie per offri-re al cliente un servizio di qualità e per veico-lare contenuti quali i canali televisivi ad altadefinizione. Se analizziamo i servizi ad oggiofferti sul broadband e ragioniamo in terminidi consumo di banda, il servizio in assoluto più“affamato” è ovviamente il servizio di IPTV oTV via Internet. Gli operatori attualmente atti-

vi con una offerta commerciale su questa tipo-logia di servizio (in Italia Fastweb con offertaADSL a 6 Mb/s e Telecom Italia con offertaADSL 4 Mega) hanno dimostrato che si pos-sono ottenere ottimi risultati utilizzando per laTV un flusso di circa 3.5 Mb/s, lasciando quin-di parecchie centinaia di Kb/s a disposizioneper l’utilizzo contemporaneo della connessio-ne broadband ad altri fini (es: navigazione,gaming online, ecc.). Ovviamente l’esperienzaci insegna che l’offerta di servizi è molto dina-mica e già compare all’orizzonte una evoluzio-ne del servizio IPTV che richiederà bande mag-giori: passando da flussi video Standard Defi-nition a High Definition occorrerà disporre dibande dell’ordine dei 10 Mb/s. Se poi si con-siderano scenari in cui l’operatore voglia por-tare nelle case contemporaneamente due o piùflussi TV (SD e HD) per offrire la possibilità divedere due programmi diversi su due televiso-ri distinti o di registrare un programma duran-te la visione di un altro, allora diventa ragione-vole pensare a larghezze di banda dell’ordinedei 20-30 Mb/s.

La Consumer Electronics comeelemento trainante del broadband Quando il broadband ha finalmente raggiuntouna massa critica rilevante nelle case dei con-sumatori, il passo successivo è l’esigenza dicreare un network domestico, realizzando cosìla Digital Home.

L’industria dei prodotti di elettronica di con-sumo ha integrato le innovazioni digitali in unconsiderevole numero di apparecchi che tuttinoi usiamo ogni giorno. Una nuova ondata diprodotti digitali sta progressivamente sostituen-do quelli esistenti nelle case, e questo fenome-no ha prodotto negli ultimi due anni una cresci-ta significativa della spesa delle famiglie in pro-dotti e servizi digitali. Nel 2005 le famiglie ita-liane hanno speso circa 2,4 miliardi di Euro perl’acquisto di terminali di comunicazione e cir-ca 6 miliardi di Euro in Entertainment (hardwa-re, software contenuti). Per questa particolarecategoria, la crescita dei volumi è attorno al27% con oltre 53 milioni di unità vendute (ripro-duttori audio/video, registratori audio/video,console di gioco, periferiche multimediali). Il

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fenomeno è iniziato con i supporti digitali: ilCompact Disk ha prepotentemente sostituito isupporti precedenti; i DVD hanno soppiantatoi lettori VHS; foto e videocamere digitali, mol-to spesso dotate di connettività wired e wire-less embedded, stanno facendo piazza pulitadei loro predecessori analogici.

La disponibilità, a prezzi sempre più accessi-bili, di apparati ad alta qualità audio e video haconvinto i consumatori ad evolvere le loro dota-zioni tecnologiche destinate all’entertainment.Si è verificato, conseguentemente, un prepoten-te ingresso nelle case di schermi giganti, flatscreen e sistemi di audio surround molto sofisti-cati. I volumi di vendita di questi prodotti con-fermano le scelte dell’Industry e prevedono cre-scite esponenziali. L’utilizzo e la fruizione di que-sti sistemi stanno già evolvendo, e gli impiantidi Home Theater possono essere utilizzati perriprodurre anche i formati solitamente legati almondo Internet, come MP3 per la musica e DVX,XVID per i video. In questo modo tutti i conte-nuti scaricati dal web non rimangono isolati allapiattaforma PC, con i relativi vincoli di qualità diriproduzione, ed è previsto che molto prestoanche i sistemi di Home Theater si collegheran-no agli hard disk dei PC e ad Internet in bandalarga per il download diretto dei contenti multi-mediali dai server.

Anche il mondo del gaming è sempre piùorientato all’integrazione nella rete (domesticae Internet), con console di gioco che integranofunzionalità multimediali, estendendo così le

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potenzialità del device e modificandone il posi-zionamento strategico e commerciale. XBOX360permette la fruizione di contenuti audio/videosia locali che remoti, oltre a proporre numeroseapplicazioni online legate al gaming. NintendoDS e Playstation Portable integrano funziona-lità wireless orientate al multiplayer gaming “onthe move”. Il possesso dei prodotti digitali piùrecenti, come i telefoni multimediali, le gameconsole online, i device di videocomunicazio-ne, le fotocamere digitali, e non ultimo il feno-meno i-Pod, hanno generato una crescente pro-pensione allo scambio dei contenuti, personalie non, tra i vari device di casa e tra questi e larete, costituendo un forte stimolo all’adozionedel broadband.

Si assiste quindi alla diffusione sempre piùcapillare di Gateway residenziali, le cui risorsein termini di connettività e contenuti devono poteressere fruite da tutte le appliances domestichedotate di capacità comunicativa. Già oggi, circa400.000 famiglie italiane hanno realizzato unarete domestica, nel 20% dei casi wireless. Il fat-tore abilitante per la piena affermazione dellaDigital Home è senza dubbio la facilità di confi-gurare una rete composta da una molteplicità didevice. La filosofia “Zero Configuration” risultaessenziale per permettere ai clienti di accostar-si alle soluzioni di mercato. La rete casalinga èun enabler fondamentale per la distribuzione deicontenuti nei vari ambienti e per la realizzazio-ne di modelli di interconnessione allargata ver-so il mondo esterno. I futuri servizi/contenuti


video ad alta definizione richiederanno un’altacapacità trasmissiva, mentre i servizi real timequali il VoIP richiederanno prestazioni elevate eQualità del Servizio.

Allo stato attuale le soluzioni più diffuse sonoEthernet e Wi-Fi. Fra le tecnologie utilizzate,Ethernet offre prestazioni adeguate a prezzi com-petitivi, ma la problematica principale è la posadel cablaggio, operazione intrusiva difficilmen-te accettata dal cliente. D’altro canto il “wire-less”, pur incontrando il favore dei consumato-ri, all’atto pratico ha fatto emergere delle limita-zioni della tecnologia: interferenze, coperturainsufficiente, mancanza di sicurezza. Fra le tec-nologie alternative di tipo wired con caratteristi-che di bassa intrusività, la “Powerline” sembraaver finalmente raggiunto livelli di affidabilità equalitativi adeguati a supportare un’offerta com-merciale di servizi “bandwidth hungry”. È comun-que evidente che la rete ideale deve integrare lemigliori tecnologie, sia wired che wireless.

Uno sguardo al futuro Non è escluso che nel medio termine anche ilmercato dei beni durevoli potrà dare il suo con-tributo alla realizzazione di una Digital Home.È da tempo realizzabile il monitoraggio deglielettrodomestici tramite l’impianto elettrico, esi affacciano sul mercato prodotti nativamentecontrollabili. Purtroppo ad oggi esistono anco-ra forti barriere all’adozione su larga scala: iprezzi troppo elevati e la mancanza di intero-perabilità tra le soluzioni presenti sul mercato,a causa dell’assenza di standard affermati. Macome potrà evolvere la situazione? Possiamoprovare ad immaginare, ad esempio, la cucinadel futuro. Ted Selker, docente all’MIT, sostie-ne che “… buona parte delle tecnologie inno-vative sono entrate nella nostra vita proprioattraverso la cucina … l’elettricità, l’acqua cor-rente, i sistemi di refrigerazione e la madre ditutte le scoperte, il fuoco…”. Nel suo laborato-rio si possono provare lo “Smart Spoon”, uncucchiaio che è in grado di capire consistenzae composizione del composto che si sta lavo-rando e suggerire modifiche (mai più dimenti-canze tipo sale e lievito!!!) ed essere redargui-ti da una voce autoritaria se si lascia l’acquacorrente aperta per un tempo superiore al ragio-

nevole. Se invece si vuole capire cosa capiterànel più tradizionale degli ambienti domestici nelgiro dei prossimi cinque – sette anni, niente dimeglio che un giretto nella “demo-room” cheKraft ha allestito in Illinois con l’obiettivo di met-tere a disposizione dei suoi ricercatori un pro-totipo della cucina del futuro: il cibo e la suaconservazione o preparazione non possonodifatti prescindere da quello che la tecnologiametterà a disposizione di ogni famiglia.

E così troviamo il fornello ad energia elettro-magnetica (una superficie piana, facile da puli-re, più sicura poiché non ci sono fiamme liberee soprattutto “environment-conscious” poichériduce drasticamente i consumi energetici) labilancia-dietologa (collegata ad un data base diricette, suggerisce le integrazioni alimentarinecessarie per un regime alimentare salutare epersonalizzato), il frigorifero “auto-gestito”(avverte quando si sta avvicinando la data discadenza di un prodotto o quando la quantitàdi prodotto disponibile scende al di sotto di unacerta soglia e propone la lista della spesa sullabase delle abitudini e preferenze della famiglia)e l’ibrido frigo-forno che consente di mantene-re a basse temperature una preparazione chesuccessivamente viene cotta in forno in basead una programmazione che può essere effet-tuata anche da remoto via internet o telefonocellulare.

Questi nuovi elettrodomestici utilizzano un mixdi tecnologie tradizionali ed innovative, quali adesempio codici a barre o tag per riconoscere edidentificare gli alimenti nel frigorifero. Tuttavia ilvero ingrediente per la cucina intelligente è esat-tamente lo stesso del salotto e dello studio: unarete domestica broadband che garantisca la con-nettività di tutti questi apparati con i “telecoman-di remoti” della famiglia, cioè il PC ed il telefonocellulare.

Non sarà, probabilmente, la banda a cambia-re la nostra vita in casa ma piuttosto l’“alwayson”, l’essere sempre collegati. In questo modola presenza in casa viene estesa al di fuori del-la casa stessa. Le informazioni che portiamo incasa, le fotografie scattate con la macchina foto-grafica digitale, i filmati fatti da noi o scaricatidalla rete, memorizzati sul videoregistratore digi-tale, i documenti che dall’ufficio si portano acasa, i compiti a casa dei figli… tutto quanto

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diventa accessibile anche quando siamo fuoricasa. E questo significa anche la possibilità dicondividere con quanti sono in casa le informa-zioni che raccogliamo mentre siamo all’esterno.

La casa diventa quindi un luogo con esten-sione geografica che in realtà amplia i suoi con-fini sia quando siamo all’interno sia quando sia-mo fuori, ovviamente, non occorrerebbe neppu-re dirlo, con le garanzia di privatezza e sicurez-za del caso. Elettrodomestici in grado di colle-garsi tra loro e con il mondo esterno, ma ancheuna quantità di oggetti che in qualche modoentrano nella rete: il pacco di parmigiano acqui-stato al supermercato, la maglietta nuova, le pil-lole prescritte dal dottore.

Oggi usiamo Internet per far comunicare gliesseri umani tra loro. Alcune persone invianoimmagini, che contengono molti dati. Ma la verasvolta nell’uso di Internet riguarderà la comuni-cazione macchina-macchina; minuscoli dispo-sitivi che comunicano i dati rilevati dai loro sen-sori: il vento è forte? Il ponte è solido? C’è traf-fico per strada? La temperatura è tale da met-tere in funzione il condizionatore? Questo tipodi comunicazione sta cominciando solo ora afare la sua comparsa, ma in futuro il suo volumesommergerà la comunicazione umana.

Telecomunicando attraverso gli ambientiComunicazione e interattività sono due compo-nenti fondamentali del nostro sistema di vita.

La ricerca di Telecom Italia ha come obiettivoquello di rendere la presenza delle telecomuni-cazioni sempre più integrata nell’ambiente in cuiviviamo. Entreranno sempre più nel nostro quo-tidiano, in modo da soddisfare tutti i nostri biso-gni di comunicazione attraverso apparati e ser-vizi evoluti ma di facile uso.

Il passaggio seamless, ovvero senza interven-to diretto della persona, tra ambienti interni (casa,ufficio, auto..) e ambiente esterno (strada, openair..), con conseguente coordinamento delle risor-se disponibili nei vari contesti, è abilitato dadispositivi che la persona trasporta fisicamentesul suo corpo, integrati, ad esempio, nei vestiti.

L’offerta che propone oggi il mercato consu-mer di oggetti multi-device indossabili, quali auri-colari bluetooth, lettori MP3 e telefoni cellulari,è destinata a diversificarsi notevolmente, dando

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luogo all’inserimento di elementi di consumerelectronics in oggetti non primariamente pensa-ti per la funzione comunicativa, come il vestia-rio e gli accessori: orologi, anelli, occhiali, cion-doli, braccialetti, e così via.

In un ambiente in cui persone e oggetti comu-nicano in modalità “always on”, l’intelligenzadistribuita è un fattore fondamentale. Gli ogget-ti indossabili che contengono elementi d’intelli-genza e di accesso alla rete sono in grado, indeterminati ambienti, di mettersi in modalitàstand-by, demandando tutte le funzionalitàall’ambiente in cui si trovano. Ad esempio, indeterminati ambienti della casa è possibile comu-nicare, venendo completamente assistiti dagliapparati d’ambiente (telecamere, microfoni, wallscreen,…), mentre quelli “wearable” cambianostato per mettersi in modalità “stand by”

Questi apparati sono anche in grado di fun-gere da smistatori di flussi tra le risorse dell’am-biente non sufficienti a coprire l’intera funziona-lità, ad esempio, utilizzando in output i sistemiaudio e video installati nell’auto e prendendoinvece in input l’audio dal collare che si indos-sa, perché meno disturbato.

ConclusioniIntegrando TLC, IT e media si creano interes-santi sinergie permettendo nuovi modi di farebusiness, di divertirsi, inviare e ricevere infor-mazioni. Il Gruppo Telecom Italia è diventato ilprimo operatore di telecomunicazioni con unastruttura societaria ed organizzativa completa-mente integrata tra fisso, mobile e Internet, una“one company” in grado di rispondere a tuttotondo alle crescenti esigenze convergenti del-la “always-on generation”. Con i suoi laborato-ri di ricerca, è il catalizzatore di studi e attivitàspecifici su diversi scenari tecnologici in evo-luzione: accesso seamless multirete, evoluzio-ne delle interfacce multimodali, reti di senso-ri… in collaborazione con primari produttori efornitori dei diversi comparti: dall’elettronica diconsumo, al mondo “home”, dell’arredamen-to, dell’auto, della moda.

Lucia Marchisio, Stefania Corna, Barbara Di Lascio e Pier Giorgio Bosco

Telecom Italia


La domotica rappresenta l’applicazione all’am-biente domestico di nuove tecnologie di informa-tizzazione e di comunicazione, allo scopo di con-sentire una gestione integrata delle informazioni,delle infrastrutture e delle apparecchiature, ele-vando i parametri di sicurezza e di comfort e ridu-cendo al tempo stesso i costi di gestione. Le appli-cazioni domotiche presentano un elevato livellodi automazione, che consente loro di funzionarein maniera ottimale indipendentemente dalla pre-senza fisica di un controllore umano. In questomodo, i diversi parametri del sistema possonoessere controllati e gestiti non solo all’interno del-l’ambiente domestico, ma anche da fuori.

Lo sviluppo di applicazioni domotiche sem-pre più sofisticate risponde a ben note tenden-ze di sviluppo della società moderna. La flessi-bilizzazione degli orari di lavoro, la diffusione diforme di telelavoro, la crescente disponibilità ditutto un insieme di servizi, informazioni e moda-lità di consumo del tempo libero all’interno degliambienti domestici, la crescita del peso percen-tuale degli anziani sul totale della popolazionesono tutti fattori che contribuiscono a far sì chemediamente le persone tendano a passare unamaggiore parte del loro tempo tra le mura dicasa. Al tempo stesso, l’accelerazione dei tem-pi di vita ed il sempre maggior numero di perso-ne, anche anziane, che vivono da sole, rendespesso difficile riuscire a conseguire una effica-ce gestione degli ambienti domestici. In questocontesto, la domotica non solo è un modo perconseguire livelli di comfort e sicurezza altrimen-ti impossibili da raggiungere, ma può anche rap-presentare, per certe tipologie di utenti, un mez-zo indispensabile per riuscire ad avere un buoncontrollo dell’ambiente domestico e per avereaccesso a servizi e risorse di informazione e assi-stenza assolutamente indispensabili.

La necessità di tener conto, all’interno dellosviluppo di specifiche applicazioni tecnologiche,dei bisogni individuali e sociali dei potenziali uten-ti diventa una delle priorità per consentire la mes-sa a punto di sistemi che possano essere facil-mente utilizzati e possano presentare un effetti-vo valore aggiunto. Operando nel campo speci-fico delle “tecnologie di mobilità” (mobile com-

puting e reti wireless), il Centro di Studio e Ricer-ca Nomadis, costituito presso l’Università degliStudi di Milano-Bicocca, ha fatto di questa inte-grazione tra aspetti tecnologici ed aspetti socia-li uno dei punti essenziali della propria attività.L’attenzione dedicata a tutti i fattori “umani” coin-volti nell’applicazione e diffusione delle “tecno-logie di mobilità” permette non solo di crearesistemi in sintonia con gli utilizzatori, ma anchedi sfruttare i risultati delle analisi di tipo sociolo-gico per migliorare la funzionalità dei sistemi stes-si. Nomadis è organizzato a progetti, che appar-tengono a specifiche aree di intervento. Le prin-cipali aree di intervento attualmente attive inNomadis sono: la raccolta dati georeferenziata,lo sviluppo di sistemi per la navigazione pedo-nale e l’introduzione della localizzazione nelleapplicazioni mobili. Dettagli relativi al funziona-mento del Centro e alla possibilità di svilupparecollaborazioni si possono trovare all’indirizzohttp://www.nomadis.unimib.it.

Per quanto attiene all’ambito specifico delladomotica, il contributo delle tecnologie di mobi-lità si concreta nello specifico nella realizzazio-ne di reti wireless per la gestione e lo scambiodi informazioni sia all’interno dell’ambiente dome-stico che tra l’ambiente domestico e l’ambienteesterno, oltre che nella messa a punto di siste-mi per la localizzazione di apparecchiature, cosee persone all’interno dell’ambiente domesticostesso. Ambedue questi aspetti sono da consi-derarsi essenziali se si vuole conseguire una buo-na gestione dell’ambiente domestico, sia dall’in-terno che dall’esterno di tale ambiente.

Le tecnologie di comunicazione e localizzazioneUno degli elementi più importanti da considera-re nella realizzazione di un sistema domoticoriguarda la scelta della tecnologia di comunica-zione tra i diversi dispositivi coinvolti. Ad oggi, esi-ste sul mercato un insieme molto ampio di tec-nologie proprietarie alternative, basate sia su col-legamenti in rame, dedicati o veicolati sulla retedi alimentazione, sia su comunicazioni ad infra-rosso. La selezione della tecnologia più appro-priata dipende, oltre che da ovvie considerazioni

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Nuove tecnologie per nuovi ambienti

di tipo economico, anche da specifiche esigenzeche si pongono nella fase di progettazione. Da unpunto di vista ideale, un efficiente sistema domo-tico di comunicazione tra dispositivi dovrebbepresentare le seguenti caratteristiche:� Sfruttare le interconnessioni wireless per con-

nettere le varie apparecchiature domestiche;� Preferire una tipologia di collegamento quan-

to più simile a una vera e propria rete telema-tica, piuttosto che basarsi su collegamentipunto a punto;

� Favorire un utilizzo il più ampio possibile dialimentazioni a batteria, con cicli di sostitu-zione lunghi.

Lo standard ZigBee ha le caratteristiche ideali perconsentire il conseguimento di questi obiettivi. Zig-Bee è uno standard per Wireless Personal AreaNetworks (WPAN) basato sul protocollo IEEE802.15.4 e pensato per la creazione di reti wire-less di sensori, prodotti di monitoraggio e control-lo. Lo standard prevede comunicazioni a bassavelocità e a basso consumo di energia, permettela creazione di complesse topologie di rete, ed eli-mina la necessità di tenere i dispositivi in direttavisione tra loro. Le principali caratteristiche tecni-che dello standard ZigBee sono le seguenti:� dispositivo di comunicazioni bidirezionali –

half duplex;� alta affidabilità delle comunicazioni;� creazione di topologie “a stella” o “peer to peer”;� basso consumo energetico;� velocità di trasmissione comprese tra 20 Kbps

e 250 Kbps;� possibilità di gestire fino a 255 dispositivi per

ogni rete;� utilizzo di onde radio funzionanti in due diffe-

renti insiemi di frequenze (2.4GHz e 868/915MHz);

� raggio d’azione tipico di circa 15 metri (da 1-100m in base alle impostazioni);

� possibilità di calcolare la localizzazione deidispositivi (con precisione di circa 5 metri);

� sicurezza garantita da algoritmi di cifraturaAES a 128bit.

ZigBee è gestito dalla ZigBee Alliance, un’asso-ciazione costituita dai principali produttori di semi-conduttori, fornitori di tecnologia, OEM, integra-tori, sviluppatori di applicazioni e utenti finali di

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tutto il mondo. Obiettivo principale della ZigBeeAlliance è quello di pervenire alla definizione con-giunta di standard internazionali, al fine di risol-vere tutte le problematiche di interoperabilità tradiversi prodotti che inevitabilmente si presenta-no all’interno di un mercato che è ancora nelleprime fasi del suo sviluppo e presenta quindi ungrado molto elevato di frammentazione.

Tra le caratteristiche che contribuiscono a faredi ZigBee uno standard particolarmente interes-sante una è legata ai bassi consumi energetici, inquanto i dispositivi sono studiati per funzionareanche per molti mesi con le normali batterie usae getta. Inoltre, lo standard è stato concepito e svi-luppato con l’obiettivo di contenere al massimo icosti di produzione dei dispositivi, con il vantag-gio di poter creare reti con un’alta densità di nodie rendendo fattibili sistemi altrimenti irrealizzabilicon altre tecnologie. Giusto per avere alcuni ter-mini di confronto immediati, recenti verifiche han-no mostrato come, a parità di funzionalità, un nodoZigBee (figura 2) necessiti solamente del 5-10%del software occorrente a un pari nodo Bluetootho WiFi. Nel corso del 2005, per la costruzione deimoduli radio di un nodo ZigBee era necessario ilcontrovalore di circa di un dollaro: a paragone, il

NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI AMBIENTI

Figura 2. Un nodo ZigBee è estremamente pic-colo. Si notino le dimensioni dell’hardware delnodo (contornato in giallo) paragonato alle di-mensioni di normali pile AAA. La foto rappre-senta un nodo ZigBee di dimostrazione prodot-to da Jennic.

prezzo dei moduli radio per dispositivi Bluetoothoscillava, al momento del loro lancio nel 1998, trai quattro e i sei dollari, ed attualmente si mantie-ne ancora di poco inferiore ai tre dollari. Un nodoZigBee (denominato Z-SIM) è stato incorporatoda Telecom Italia Lab su una normale SIM GSM everrá probabilmente commercializzato per appli-cazioni di controllo e pagamento elettronico(http://www.dmeurope.com/default.asp?Arti-cleID=11958).

Oltre a quello della comunicazione tra appa-recchiature, il secondo problema da affrontarenella realizzazione di un sistema domotico è quel-lo della localizzazione, in quanto la possibilità dirilevare con una buona precisione il posiziona-mento di dispositivi, cose e persone permettedei notevoli miglioramenti nella gestione dellefunzionalità del sistema.

Limitatamente agli ambienti esterni, il sistemadi localizzazione più conosciuto ed utilizzato è ilGlobal Positioning System (GPS), la cui utilizza-zione nelle WPAN non è purtroppo possibile acausa di una serie di fattori:� La difficoltà di rilevare il segnale trasmesso

dai satelliti all’interno degli edifici;� I limiti di accuratezza, legati al fatto che l’at-

tuale margine di errore dei GPS (normalmen-te circa 5 metri) non permetterebbe localiz-zazioni precise in ambienti interni;

� La limitata autonomia dei ricevitori GPS ali-mentati a batteria, che attualmente non supe-ra le 2-3 ore.

Per cercare di ovviare a questo tipo di limita-zioni, si sono nel corso del tempo sviluppatisistemi di localizzazione interna alternativi al GPS.Questi sistemi possono essere divisi in tre fami-glie, in base alle tecniche di misurazione delledistanze utilizzate:� Sistemi basati sulla misurazione del tempo:

come base per il calcolo della posizione deidispositivi viene utilizzato il tempo di percor-renza del segnale.

� Sistemi basati sulla misurazione dell’ango-lo di arrivo del segnale: si utilizzano i segna-li ricevuti dal dispositivo per determinarne laposizione e l’orientamento.

� Sistemi basati sulla misurazione statisticadella potenza del segnale: il calcolo della

posizione dei dispositivi si basa sul confron-to della potenza del segnale ricevuto con undatabase delle potenze di segnali preceden-temente ricevuti.

Attualmente, i principali sistemi di localizzazio-ne progettati sulle tecnologie di base delle WPANsono i seguenti:� Bluetooth: l’utilizzo di Bluetooth come tec-

nologia di localizzazione permette, in primaapprossimazione, di rilevare la posizione deidispositivi in zone più o meno ampie, con unaprecisione che è, nel migliore dei casi, di alcu-ni metri. Ogni dispositivo Bluetooth può esse-re localizzato grazie al suo indirizzo univoco.Sono stati studiati sistemi commerciali chesfruttano Bluetooth per tracciare dispositivi,permettendo di creare una rete di localizza-zione integrata con sistemi di comunicazio-ne esistenti.

� RFId: le tecnologie RFId (Radio FrequencyIdentification) si basano sulle radiofrequenzeal fine di permettere l’identificazione ed il rico-noscimento univoco di oggetti, persone o ani-mali, che vengono marcati con speciali “eti-chette”, le quali entrano nel raggio di funzio-namento di appositi lettori. Alcuni RFId sonoin grado di essere riconosciuti a decine di metri,mentre altri richiedono una prossimità di pochicentimetri. Al pari di Bluetooth, anche le tec-nologie basate su RFId riconoscono essenzial-mente la prossimità e quindi presentano unaprecisione molto limitata.

� WiFi: alcuni sistemi commerciali (Ekahau, Aero-scout, ecc.) sfruttano le reti WiFi esistenti perfornire informazioni sulla localizzazione deidispositivi, con un buon grado di accuratezza(circa 1 metro). Questi sistemi sono tipicamen-te basati sulla misurazione statistica dellapotenza dei segnali ricevuti. Esistono anchesistemi basati su hardware di rete, apposita-mente modificati per consentire misurazionibasate sul tempo.

� UWB: i segnali generati da un dispositivoUWB (Ultra Wide Band) sono facilmente fil-trabili e passano molto bene attraverso ogget-ti e vestiti, permettendo quindi la creazionedi sistemi di localizzazione con un altro gra-do di accuratezza ed eliminando la necessitàdi complesse riconfigurazioni dei sistemi in

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caso di aggiunta di nuovi arredi o di riorga-nizzazione degli stessi. Sono stati studiatisistemi commerciali (ad esempio, Ubisense)che permettono di localizzare oggetti nelle tredimensioni con un margine di errore di 10-15cm. Purtroppo, al momento attuale, il latonegativo di questi sistemi di localizzazione èrappresentato dal loro costo elevato.

� ZigBee: gli studi sulle applicazioni dello stan-dard ZigBee alla localizzazione sono ancoraalle fasi iniziali di sviluppo, anche se esisto-no dei primi prototipi che sfruttano hardwarededicato per il tracciamento di dispositivi. L’u-tilizzo di questa tecnologia in questo ambitoè molto promettente, dato che i nuovi siste-mi si baseranno sulle soluzioni già sviluppa-te per Bluetooth, UWB e WiFi, tentando dirisolverne i problemi principali.

� Infrarossi: è possibile in linea teorica pensa-re a sistemi di localizzazione basati sulla tec-nologia ad infrarossi, anche se le limitazioniderivanti dalla necessità di avere una “line-of-sight” diretta tra lettori e tag ne rendono l’u-tilizzo pratico molto problematico.

Uno scenario per l’implementazione delle tecnologie ICTs in ambito domesticoIl panorama tecnologico attuale, che abbiamo ten-tato di presentare in maniera molto sintetica, pre-senta essenzialmente le seguenti caratteristiche:� Una forte integrazione di tutti i sistemi di

comunicazione con la possibilità di estende-re all’esterno, senza soluzione di continuità,la rete di comunicazione interna della casa.

� La disponibilità di reti telematiche wireless abasso costo e facilmente installabili negliambienti domestici.

� La presenza di tecnologie di localizzazione ingrado di consentire la rilevazione, con buonimargini di approssimazione, del posiziona-mento di oggetti e persone.

Considerando anche le attuali linee di svilup-po tecnologico in questo ambito, e la possibilitàdi arrivare in un arco di tempo ragionevolmentebreve alla completa integrazione delle diversesoluzioni tecnologiche attualmente disponibilisul mercato, non risulta difficile immaginare unoscenario per lo sviluppo di sistemi domotici pie-

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namente organizzati. Sistemi di questo tipodovrebbero tra l’altro permettere a tutte le per-sone residenti all’interno dell’ambiente domesti-co di utilizzare terminali mobili per gestire le diver-se attività di controllo ambientale e di comuni-cazione. I terminali mobili utilizzati a questo sco-po potrebbero coincidere con quelli utilizzati informa prevalente all’esterno della casa (ad esem-pio il telefono cellulare) e dovrebbero consenti-re di svolgere tutti i compiti di controllo dell’am-biente domestico. Tra le possibili applicazioni sipossono prefigurare ad esempio le seguenti:� Il controllo di tutti i parametri di funzionamen-

to delle infrastrutture della casa, quali il riscal-damento, l’illuminazione, ecc.

� La possibilità di interrogare la casa riguardo allostato di porte, apparecchiature tecniche, ecc.

� La gestione di tutti gli apparati di intratteni-mento e degli apparati che forniscono un’in-terattività, ad esempio mediante accesso adatabase di musica o a un servizio interatti-vo DVB-T.

� La possibilità di comunicare vocalmente ocon messaggi con tutti gli altri occupanti del-la casa, a prescindere dalla loro prossimitàfisica immediata.

� L’adattamento dinamico delle caratteristicheambientali dei diversi locali a seconda dellapresenza o meno di persone al loro interno.

� La creazione automatica di profili di comporta-mento per ogni persona, che prevedano unaregolazione ottimale delle infrastrutture a secon-da dei bisogni personali di ciascun individuo.

La realizzazione di questo tipo di sistemi con-sente di passare dalle attuali forme di regolazio-ne degli ambienti domestici, che sono essenzial-mente casa-centriche o, al massimo, variabili distanza in stanza, ad una regolazione tarata conestrema precisione sulla presenza delle perso-ne e sui loro movimenti. In questo modo, è pos-sibile conseguire livelli di comfort più elevati, otti-mizzando al tempo stesso la gestione delle risor-se e conseguendo anche un contenimento deicosti domestici.

Roberto Bisiani, Davide Diamantini,Davide Merico e Andrea Pozzali

Centro di Ricerca Nomadis, Università di Milano Bicocca

NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI AMBIENTI

Oggi nelle nostre abitazioni ci sono mediamenteuna ventina di dispositivi dotati di chip in grado dielaborare informazioni. I chip, che hanno nel tem-po pervaso gli elettrodomestici, anche più tradizio-nali, hanno reso i dispositivi domestici più efficien-ti, più affidabili e hanno enormemente ampliato leloro funzionalità. Ma se da un lato i dispositivi stan-no diventando computazionalmente sempre piùpotenti, dall’altro essi sono ancora isolati. Difattinon vi è alcuna cooperazione tra i vari dispositivipresenti nella casa; al massimo una comunicazio-ne con una centrale di controllo remota. Alla basedell’isolamento vi è un problema di interoperabilità.

Per realizzare l’interoperabilità dei dispositivisono stati proposti vari standard. Si va dallo X-10 introdotto negli anni ’70 basato sull’uso dionde convogliate e in grado di mandare 16segnali distinti, ai più recenti standard per l’inte-roperabilità dei sistemi audio video (HAVi). Se nelpassato le soluzioni proposte erano proprietariee chiuse, oggi i diversi soggetti industriali coin-volti stanno cooperando al fine di consentire ilcollegamento fra apparecchiature realizzate daproduttori diversi. Dalla vecchia politica secon-do cui una ditta sperava di vendere soluzionicomplete per la casa, si sta passando ad archi-tetture in cui prodotti di diverse aziende possa-no funzionare insieme in maniera trasparente. Lavisione attuale permette quindi di abbassare icosti delle soluzioni domotiche e, più in genera-le, di facilitare l’accesso a tecnologie domotiche.

I Web Service sono una famiglia di protocollidi recente introduzione e in fase di standardizza-zione, che consentono di creare applicazioni conelementi autonomi e debolmente connessi. Perle loro caratteristiche di gestione delle eteroge-neità e di apertura i Web Service vengono quiconsiderati come mezzo per raggiungere gli obiet-tivi di interoperabilità in domotica. L’impiego deiWeb Service consente infatti di creare infrastrut-ture che astraggono dalle eterogeneità dei dispo-sitivi, che sono scalabili consentendo l’inserimen-to e la rimozione di dispositivi senza intaccare leproprietà dell’architettura domestica e che sonoaperte, ossia consentono agli sviluppatori e pro-duttori terzi di creare elementi che si possono

aggiungere alla rete domestica. Nel seguito, dopouna introduzione ai Web Service, mostriamo uncaso di studio di domotica realizzato con essi peril monitoraggio delle cadute degli anziani. Quin-di presentiamo alcune considerazioni derivantidai risultati sperimentali, che ci portano a con-cludere che i Web Service sono una soluzioneper i problemi di interoperabilità in domotica.

I Web ServiceI Web Service sono una famiglia di protocolli basa-ti sul linguaggio XML per la creazione di applica-zioni formate da elementi debolmente connessie autonomi, che interagiscono attraverso lo scam-bio di messaggi su una rete di telecomunicazio-ne. Due sono state le spinte che hanno dato ori-gine ai Web Service. Da un lato l’esigenza di crea-re strati software per sistemi distribuiti che nascon-dessero le differenze dei vari componenti dei siste-mi distribuiti e che fossero il più generali possibi-li. Questa è la visione che vede i Web Servicecome un’evoluzione di middleware quale adesempio CORBA. Dall’altro lato, possiamo pen-sare ai Web Service come una naturale evoluzio-ne del Web. Il Web è nato come una piattaformaper la pubblicazione di informazioni ipertestuali emultimediali per gli utenti umani. Ben presto sonoiniziate ad apparire applicazioni che vivevano sulweb e che, simulando l’interazione dell’essereumano, recuperavano informazioni o eseguivanooperazioni remote. Il semplice cambiamento del-l’interfaccia di un sito rendeva però necessaria lamodifica del software che interagiva con tale sito.Con i Web Service è invece possibile dare descri-zioni delle operazioni e del tipo dei risultati che siotterranno dall’interazione con un sito remoto. Danotare che tali descrizioni sono indipendenti daidettagli implementativi e dall’interfaccia utente.

Consideriamo il motore di ricerca Google. Sia-mo abituati ad aprire un browser web, andare all’in-dirizzo http://www.google.com, inserire il testo del-la nostra ricerca e poi interagire con la pagina deirisultati. Se avessimo l’esigenza di scrivere un pro-gramma che ricerca su Google tutti i libri scritti daun certo autore e che poi confronta i prezzi offerti

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Web Services come lingua franca domestica

da vari venditori di libri on-line (come ad esempioAmazon.com o BarnesAndNoble.com) dovremmopensare a com’è fatta l’interfaccia del sito di Goo-gle, a quale campo si debba usare per sottomette-re la stringa per ricercare il testo e poi a elaborarela pagina coi risultati. Con i dati ottenuti dovremmopoi andare sui siti dei venditori dei libri e fare un pro-cesso analogo. Grazie ai Web Service la procedu-ra è molto più semplice, meno ambigua e più robu-sta ai cambiamenti. Google infatti, così come Ama-zon e altri, utilizzando tecnologica Web Service,descrive i propri servizi come operazioni elementa-ri che si possono invocare specificando i tipi dei datidi ingresso e di uscita delle varie operazioni. Que-sta descrizione avviene mediante uno standard del-la famiglia dei Web Service denominato WSDL (WebService Definition Language). Le invocazioni di ope-razioni descritte in WSDL sono ‘impacchettate’ all’in-terno di messaggi che seguono un altro standard:SOAP (Simple Object Access Protocol).

La famiglia di protocolli per Web Service vienetradizionalmente presentata come una pila, nellostile della famosa pila ISO/OSI per le reti di calco-latori. Alla base della pila vi sono i protocolli di tele-comunicazione come Bluetooth, GPRS e WiFi edi trasferimento dei dati come HTTP (figura 3). Aldi sopra vi è il protocollo per l’inoltro dei singolimessaggi (SOAP). Lo strato successivo serve perdescrivere le caratteristiche di qualità del servizio,quali ad esempio la sicurezza, la disponibilità elatenza del servizio. Il livello ancora superiore sioccupa della descrizione dei singoli servizi. Abbia-

76 I quaderni di

mo visto che con WSDL si definiscono le opera-zioni fornite da un servizio. Poi possiamo definiredelle politiche di accesso al singolo servizio conWS-Policy. Inoltre abbiamo la possibilità di crea-re delle basi di dati di servizi, denominate registriUDDI. Il livello superiore si occupa del coordina-mento dei servizi. Esistono vari protocolli per il livel-lo più alto. Alcuni assumono una descrizione basa-ta su stati di processi (ad es. BPEL, Business Pro-cess Execution Language), altri invece su intera-zioni asincrone di tipo publish/subscribe. Un esem-pio di quest’ultima categoria è WS-Notification.

WS-Notification è uno standard della famigliadei Web Service per la comunicazione di tipopublish/subscribe costituito da tre specifiche: unaper la descrizione delle interfacce dei produttorie consumatori di eventi, una per la descrizionedegli intermediari degli eventi e una per la descri-zione di gerarchie degli eventi pubblicabili.

Se consideriamo il caso specifico della domo-tica notiamo che WS-Notification viene adottatoper il coordinamento fra i servizi. Questa scelta èdettata dalla natura stessa degli ambienti domo-tici. Infatti, nel contesto domotico non è importan-te una elevata sincronizzazione fra gli elettrodo-mestici, ma piuttosto la possibilità di reagire adeterminati situazioni o mandare informazioni a uninsieme di apparecchiature. Inoltre gli ambientidomotici sono caratterizzati da una consistentescalabilità e dalla possibilità di fallimenti isolati.Siamo dunque in un contesto dove non è impor-tante considerare uno stato globale di computa-

WEB SERVICES COME LINGUA FRANCA DOMESTICA

Figura 3. Famiglia di protocolli per Web Service

zione della casa (e quindi l’uso di standard comeBPEL non è adatto), ma piuttosto avere la possi-bilità di coordinamento asincrono fra vari elemen-ti debolmente connessi il cui numero può variaredinamicamente durante la computazione.

Monitorare le cadute dell’anzianoLa domotica non è solo tecnologia per migliora-re il confort e le funzionalità della casa, ma ancheuno strumento per avere case più sicure e affida-bili. In particolare, la domotica può evitare l’ospe-dalizzazione o il trasferimento in strutture di sup-porto per le persone che hanno bisogno di moni-toraggio e assistenza in forma non intensiva. Unesempio particolarmente interessante è costitui-to dalle persone anziane che vivono da sole. Èimportante notare che il numero di anziani è incostante aumento nei paesi industrializzati, cosìcome lo è la loro età media. Dando adeguato sup-porto, gli anziani soli possono vivere il più a lun-go possibile nelle proprie abitazioni, cosa che ridu-ce i costi sociali e aumenta le aspettative di vita.

Per dimostrare la fattibilità dell’approccio alladomotica basato su Web Service abbiamo realiz-zato un caso di studio: ci siamo concentrati sulmonitoraggio della caduta della persona anzianaall’interno della propria abitazione. Le cadute costi-tuiscono più del 30% degli incidenti domestici checolpiscono le persone di oltre 65 anni. Lo scenariodi riferimento è quello di una casa equipaggiata contelecamere senza fili e con un accelerometro indos-sabile sulla cintura (figura 4). Telecamere e accele-rometro comunicano con un PC che fonde i datied eventualmente genera eventi. La gestione deglieventi avviene mediante WS-Notification. Il PC hainoltre diverse interfacce di rete con cui comunica-re: WiFi, Bluetooth, GPRS ed Ethernet. Personeche sono interessate a ricevere informazioni sullostato della persona anziana possono connettersial computer, scoprire che tipo di eventi sono pre-senti nella casa e quindi decidere se e a quali regi-strarsi. Ad esempio, potrebbe esserci personale disupporto che vive nello stesso edificio o nelle vici-nanze. Questi possono usare collegamenti a cor-to raggio con palmari equipaggiati con Bluetootho WiFi, scoprire che ci sono informazioni relative almonitoraggio della postura dell’anziano, della suapresenza in una determinata stanza o della suacaduta e decidere a quale registrarsi. Inoltre, un

familiare che vive in una località remota, può effet-tuare la medesima registrazione utilizzando il pro-prio cellulare ed una connessione GPRS oppure unlaptop con una connessione ad Internet di altro tipo.Quando si verifica un evento nella casa, il PC inviaun messaggio a tutti gli utenti registrati.

Le caratteristiche maggiormente interessantidel caso di studio in esame sono la dinamicità del-l’architettura e l’eterogeneità dei dispositivi coin-volti. Infatti è possibile entrare in una casa dotatadi una infrastruttura come questa, scoprire qualisono i tipi di notifiche disponibili nella casa navi-gando l’albero degli eventi e registrarsi come frui-tore o creatore di eventi. Inoltre la struttura stessadegli eventi è dinamica e modificabile all’ingressoo rimozione di un qualsiasi dispositivo. L’unicorequisito è quello di ‘parlare’ Web Service.

Nella nostra indagine non ci siamo occupatidi problemi di sicurezza e privacy. Queste dimen-sioni sono fondamentali in applicazioni reali comequelle del monitoraggio della salute di una per-sona anziana, ma sono complementari all’obiet-tivo di studiare la fattibilità dell’uso dei Web Ser-vice in ambito domotico.

Nell’architettura domotica per il monitoraggiodell’anziano siamo riusciti a implementare in pocotempo elementi per ricevere notifiche su piattafor-me molto diverse, quali, un plamare Palm OSTungsten C equipaggiato con una scheda WiFi,realizzando un programma in Java; un telefonoNokia 6600 con sistema operativo Symbian, rea-lizzando un programma in C++; un palmare consistema operativo Windows CE, realizzando unprogramma in C++ in ambiente.Net; un appletJava per il Web. In figura 3 vengono mostrati ilpalmare Tungsten e il telefono Nokia insieme all’e-mulazione del palmare Windows nel momento incui ricevono una notifica di un evento di caduta.

Un cellulare basta?La domanda cui dobbiamo dare risposta pergarantirci dell’interesse pratico della nostra pro-posta è: gli attuali cellulari sono in grado di gesti-re documenti in formato XML e protocolli di comu-nicazione verbosi come HTTP, sia come clienti cheserventi? La domanda è legittima e nasconde duepreoccupazioni, ossia, i tempi di reazione del cel-lulare saranno adeguati alle aspettative degli uten-ti e la batteria di un cellulare impegnato a parlare

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Web Service durerà a sufficienza? Abbiamo affron-tato il caso di studio con l’obiettivo di realizzareapplicazioni che possano rispondere positivamen-te a queste domande. In particolare, è importan-te avere applicazioni che, se da un lato utilizzanoWeb Service, dall’altro siano agili, facciano usolimitato di memoria, e che rimangano inattive quan-do sono in attesa di comunicazioni asincrone.

La sperimentazione che abbiamo condotto sulcaso di studio della caduta dell’anziano ha confer-mato l’ottimismo iniziale. Con un normale cellulareNokia 6600 con un anno di vita su cui abbiamo svi-luppato un client dell’applicazione in C++ per il siste-ma operativo Symbian OS, siamo in grado di garan-tire una vita della batteria superiore ai 3 giorni e mez-zo con l’applicazione costantemente in esecuzio-ne (a fronte dei 6 giorni minimi dichiarati dal costrut-tore in standby). Inoltre il cellulare è in grado di ela-borare eventi, come una notifica di caduta, media-mente in poco più di due secondi e di gestire mes-saggi in ingresso fino al ritmo di uno ogni mezzosecondo, senza perdere alcuna notifica.

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Web service e domoticaI Web Service sono una tecnologia che non soloconsente di creare applicazioni distribuite suInternet per il commercio elettronico o di risol-vere problemi di interoperabilità fra sistemi infor-mativi autonomi, ma che è anche di uso gene-rale e che permette di ottenere sistemi distribui-ti scalabili, aperti e in grado di astrarre dalle prin-cipali eterogeneità dei componenti costituenti.In particolare, grazie alla crescita del potere dicalcolo e di comunicazione dei piccoli disposi-tivi elettronici, congiuntamente ad un calo deicosti, è possibile prevedere come i Web Servi-ce pervaderanno le nostre abitazioni per soddi-sfare il sogno di una casa fatta da una miriadedi componenti intercomunicanti e collaborativi,invece che da tanti elementi isolati.

Marco AielloDipartimento di Informatica e Telecomunicazioni

Università di Trento & Distributed SystemsGroup – TU Wien

WEB SERVICES COME LINGUA FRANCA DOMESTICA

Figura 4. Scenario di riferimento per il montaggio di una persona anziana

Centrale in RoboCare l’attenzione per parti-colari ambienti fisici in cui i servizi intelligentisono erogati. In particolare sono stati conside-rati: un ambiente domestico, che è stato anchericostruito in laboratorio ed una residenza sani-taria assistita di cui è stata sviluppato un simu-latore completo e riprodotti in laboratorio dei sot-toscenari parziali.

L’ambiente domestico, denominato RDE(RoboCare Domestic Environment), è un labora-torio sperimentale che riproduce un appartamen-to di tre stanze (figura 5). È utilizzato comeambiente di verifica per le capacità delle varietecnologie domestiche messe appunto dalle varieunità di ricerca. L’ambiente, ricostruito presso ilaboratori dell’ISTC-CNR in Roma, ha consenti-to di creare dimostratori per vari servizi innova-tivi quali il monitoraggio software non invasivo,la robotica autonoma sicura, l’elaborazione arti-ficiale di segnali visivi.

La residenza sanitaria assistita è stata studia-ta come esempio di ambiente cui meglio si adat-tavano alcune delle piattaforme robotiche facen-ti parte delle competenze del progetto, tipica-mente quelle più adatte al trasporto pesante,capaci di muoversi in spazi ampi, scortare per-sone da un luogo all’altro. Il particolare scena-rio ha anche consentito di sviluppare la tecno-logia multiagente in grado di integrare sia robotche operatori umani e servizi specializzati softwa-re. Un esempio di agente software in questo sce-nario è il sistema di supervisione in grado di coor-dinare in modo continuo flussi complessi di atti-vità tipiche di queste strutture del mondo reale.Il coordinamento può contemplare attività ese-guite sia dai diversi robot che dagli operatoriumani in servizio, un originale sistema per la dia-gnosi di sistemi multiagente è in grado di inter-pretare dati sensoriali provenienti da sensoriambientali e dai robot per identificare discosta-menti da andamenti previsti e garantire oppor-tunamente la sicurezza costante di queste infra-strutture innovative.

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Questo breve articolo descrive risultati del proget-to RoboCare finanziato dal Ministero dell’Istruzio-ne, Università e Ricerca (MIUR) presso il ConsiglioNazionale delle Ricerche (CNR). Il progetto ha vistola partecipazione di vari gruppi di ricercatori italia-ni sia CNR che Universitari nel periodo 2003-2006– per informazioni di dettaglio si acceda il linkhttp://robocare.istc.cnr.it. RoboCare aveva l’o-biettivo di analizzare come varie tecnologie di intel-ligenza artificiale possano essere combinate consensori intelligenti e la robotica autonoma allo sta-to dell’arte per creare dimostratori integrati inno-vativi per compiti di monitoraggio ed assistenza adanziani in casa. Questo breve articolo descrive alcu-ni dei risultati ottenuti e fa il punto su promesse edifficoltà di queste applicazioni.

Le statistiche più recenti rilevano come lapopolazione europea sta invecchiando progres-sivamente. Da questo dato inequivocabile seguela crescente attenzione a fattori come il “vivereindipendente” e “l’invecchiamento” in casa. Dadati disponibili da tempo si sa che la popolazio-ne anziana preferisce invecchiare in casa pro-pria e nel proprio ambiente proseguendo le pro-prie abitudini. Vari stimoli per la ricerca tecnolo-gica vengono dall’obiettivo di facilitare l’indipen-denza delle persone anziane per garantire lorouna migliore qualità della vita.

Le motivazioni per RoboCare nascono da que-sta problematica ed il progetto ha perseguito l’o-biettivo di sviluppare tecnologia informatica disupporto con lo scopo di facilitare fatto le per-sone anziane nel continuare a vivere nella lorocasa nonostante sia l’età ma anche l’insorgen-za di anomalie della salute. Il progetto si è con-centrato nello sviluppo di un sistema multiagen-te in cui componenti specializzate, agenti softwa-re o robotici, possono essere integrate in varieconfigurazioni per fornire esempi significativi diservizi intelligenti utili ad un utente che necessi-ta assistenza. L’architettura ad agenti consentel’integrazione di componenti stato dell’arte inintelligenza artificiale, robotica e sensoristica.

Robocare, un progetto pilota sutecnologie intelligenti per aiutareanziani in casa

Le piattaforme robotiche sviluppate in Robo-Care hanno posto particolare attenzione alle pro-blematiche di robustezza del funzionamento. Sipuò facilmente immaginare come il problema delfunzionamento affidabile e sicuro dei robot auto-nomi sia fondamentale in ambienti in cui il con-tatto con gli umani è diretto. In RoboCare sonostati anche studiati aspetti più strettamente psi-cologici legati alla percezione dei robot da par-te degli anziani per identificate i vari fattori chepossono influenzare la accettazione di questatecnologia quando sarà pronta per la produzio-ne in serie.

Dal progetto sono scaturiti diversi risultati diricerca che riguardano la robotica autonoma e inaggiunta si è sviluppata esperienza in esperimen-ti di integrazione con altre componenti. È statopossibile verificare come le tecnologie softwaree quelle robotiche hanno ancora velocità di cre-scita diverse, a vantaggio del software, ma glienormi investimenti sulla robotica autonoma alivello internazionale, stanno creando le precon-dizioni per una crescita di prestazioni significa-tive a tempo medio. Un aspetto da sottolinearesull’uso di robot nella assistenza agli anziani, èlegato al fatto che essi sono dotati di “presenzafisica”, un corpo, e quindi sono percepiti dagliesseri umani come delle entità con cui interagi-re. Per questo motivo le tematiche di ricerca

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legate alla interazione uomo-robot stanno meri-tando crescente attenzione, conferenze specia-lizzate ed iniziative industriali dedicate.

Un diverso tema di ricerca si è interessato disensori per gli utilizzi più vari. La ricerca in tecno-logia pervasive sta infatti creando possibilità mol-to interessanti anche nell’utilizzo domotico.

In RoboCare si è dedicata attenzione all’usodi sensori per la visione artificiale sviluppandotecniche per la identificazione di persone, il trac-ciamento della loro posizione nell’ambiente, laidentificazione di particolari loro gesti. Partico-lare attenzione è stata posta nel sviluppare ser-vizi avanzati facendo uso di sensori disponibilisul mercato a costi relativamente contenuti.

Data l’enfasi del progetto sull’integrazione,uno degli obiettivi primari di RoboCare è quellodi sviluppare una infrastruttura software di inter-faccia fra assistenti, assistito, e l’ambiente intel-ligente. Questo “controllore” è composto da unavarietà di algoritmi di Intelligenza Artificiale inparticolare quelli per la pianificazione e il sequen-ziamento di attività. Lo sforzo di integrazionenasce dall’obiettivo di rendere queste funziona-lità accessibili e controllabili in modo intuitivo,sotto forma di una “caregiver console”. Il toolsoftware di supervisione, esemplificato in figura6, mette a disposizione un gruppo di interfacceche permettono all’utente non esperto di acce-

ROBOCARE, UN PROGETTO PILOTA SU TECNOLOGIE INTELLIGENTI PER AIUTARE ANZIANI IN CASA

Figura 5. L’ambiente domestico usato come riferimento nel progetto RoboCare

dere alle succitate funzionalità in modo indipen-dente dalla tecnologia, fornendo un pannello dicontrollo altamente configurabile per il control-lo totale della casa intelligente.

Un aspetto importante nel progetto è quellodell’integrazione delle informazioni. L’importan-za di questo aspetto risiede nel fatto che la tec-nologia sensoristica messa a punto permettedi costruire informazioni simboliche sempre piùnumerose e complesse (e.g., oggetti, persone,situazioni composte…). Ciò è foriero di capa-cità di ragionamento automatico potenzialmen-te più complesso, e di conseguenza potrà per-mettere di realizzare comportamenti più incisi-vi dell’ambiente intelligente al fine di dare sup-porto in situazioni di vita quotidiana. Il nostrolavoro in RoboCare ha reso possibile la messaa punto di un ciclo chiuso fra sensori e super-visore piuttosto stabile, rendendo possibile ilmonitoraggio di alcuni aspetti fondamentali del-la vita quotidiana. Mentre lo stato dell’arte del-la tecnologia di ragionamento automatico ado-perata finora possiede capacità di calcolo e dirappresentazione largamente sufficienti peraffrontare i problemi combinatoriali del RDE, èplausibile che una crescita delle funzionalità delsottosistema sensoristico possa richiedere for-me di rappresentazione e ragionamento auto-matico più elaborate. In particolare, i risolutoriodierni sono derivati piuttosto diretti di proto-tipi di ricerca, e come tali essi non sono “tara-ti” all’uso nel contesto applicativo specifico.Uno degli sforzi maggiori probabilmente con-sisterà nell’aumentare le capacità di rappresen-tazione al fine di poter catturare in modo piùaccurato le esigenze proprie della supervisio-ne domestica.

Un esempio di dimostratore integratoAvendo introdotto lo spettro piuttosto ampio ditemi affrontati in RoboCare vorremmo dare unaidea più tangibile del tipo di servizi integrati cheabbiamo sperimentato nell'ultimo anno di pro-getto. Nell’ottica di integrazione i lavori dell’ulti-mo anno di RoboCare sono dedicati a produrreuna dimostrazione in cui si esibisca l’integrazio-ne di agenti software risolutori di problemi, robo-tici e sensoristici. La dimostrazione fa riferimen-to all’allestimento in laboratorio dell’RDE.

Abbiamo considerato la messa a punto deiseguenti agenti:� Due telecamere stereo fisse che forniscono il ser-

vizio di localizzazione e tracciamento dei movi-menti delle persone (people localization andtracking – PLT) ed il servizio di riconoscimento diposture di persone (posture recognition – PR).

� Un robot di servizio domestico capace di navi-gare nell’ambiente, di processare semplicicomandi attraverso un sistema di riconosci-mento vocale a bordo, ed infine di parlare all’as-sistito a mezzo di un sintetizzatore vocale.

� Un analizzatore/registratore di attività giorna-liere di (ADL - activities of daily living moni-tor), costituito da un sistema per la rappre-sentazione, sequenziamento e monitoraggiodell’esecuzione di sequenze di azioni. Que-sto sistema si fa carico di monitorare le atti-vità quotidiane e di valutare la loro aderenzaai vincoli comportamentali stabiliti da un assi-stente (ad esempio un medico o famigliare).

� Un calcolatore palmare (personal digital assi-stant – PDA) dotato di una semplice interfacciaa quattro bottoni. L’interfaccia permette di (1)chiamare il robot, (2) fare una richiesta all’ADLmonitor, (3) mandare il robot in un luogo speci-fico indicato su una planimetria interattiva, e di(4) richiedere la riproduzione sul PDA del videostream della telecamera a bordo del robot.

Gli agenti all’interno dell’ambiente sono unacombinazione di sensori (telecamere), attuatori(robot, PDA), o entrambi (ADL monitor). La ragio-ne per cui l’ADL monitor può essere considera-to sia un sensore che un attuatore risiede nellasua duplice funzionalità: l’anziano assistito puòchiedere “ho preso la pillola del pomeriggio?”,dando luogo al ruolo più “sensoristico” dell’ADL;d’altra parte, l’ADL ha la facoltà di dedurre auto-nomamente che l’assistito non ha preso una pil-lola importante, dando luogo ad un comporta-mento proattivo dell’ambiente, e.g., causandola verbalizzazione di un suggerimento o lo scoc-care di un allarme.

Uno degli aspetti più cruciali legati all’integra-zione di diversi agenti è il coordinamento. Nelnostro sistema dimostrativo, la combinazionedelle molteplici funzionalità implementate dagliagenti avviene tramite una infrastruttura di ragio-namento a vincoli distribuita. Questo schema di

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coordinamento costituisce la coesione funzio-nale dei servizi elementari, definendone le rego-le di attivazione e di funzionamento integrato.Ogni servizio corrisponde ad un agente softwa-re a cui vengono allocati dinamicamente deicompiti in funzione dello stato corrente dell’am-biente e dell’assistito. Per esempio, se i servizidi PLT e di PR riscontrano che l’anziano assisti-to è steso per terra in cucina (una situazione defi-nita come anomala nell’insieme di regole codi-ficate sotto forma di vincoli), allora il meccani-smo di coordinamento attribuirà al robot il com-pito di navigare verso l’assistito e di chiedere sesi trova in difficoltà.

Ai fini della dimostrazione, il coordinamento dei ser-vizi elementari descritti sopra viene definito in mododa mostrare le seguenti funzionalità globali:� Scenario: la persona assistita si trova in uno

stato di postura e di luogo anomalo (e.g.,sdraiato in cucina). Comportamento delsistema: il robot naviga verso la persona,chiede alla persona se è in difficoltà, e senecessario fa partire un allarme.

� Scenario: l’ADL monitor riscontra che i vin-coli temporali che regolano l’assunzione diuna pillola sono minacciati da un comporta-mento non usuale dell’anziano (e.g., comin-ciare il pranzo troppo tardi). Comportamen-to del sistema (opzione 1): il robot raggiun-ge l’assistito e verbalizza un avvertimentoriguardo alla possibile inconsistenza. Com-portamento del sistema (opzione 2): l’in-consistenza è segnalata attraverso il PDA.

� Scenario: la persona assistita chiede al robot,attraverso il PDA oppure verbalmente al robot

82 I quaderni di

stesso, di “andare a vedere se la finestra èaperta”. Comportamento del sistema: ilrobot si porta in prossimità della finestra desi-gnata (dopo averne chiesto le coordinate spe-cifiche alla telecamera stereo) e (opzione 1)trasmette al PDA uno streaming video oppu-re una foto della finestra, oppure (opzione 2)registra un video/immagine della finestra, ritor-na dall’assistito (richiedendone la posizioneal servizio di PLT), e riporta sullo schermo dibordo le informazioni raccolte.

� Scenario: l’assistito chiede all’ambiente intel-ligente (attraverso una richiesta verbale al robotoppure tramite il PDA) se è il caso di fare lapasseggiata ora o dopo cena. Comportamen-to del sistema: la richiesta è inoltrata all’ADLmonitor, il quale propaga i due scenari (pas-seggiata ora o dopo cena) sulla rappresenta-zione temporale delo schedule giornaliero. Ilrisultato viene restituito all’assistito attraversoil PDA oppure verbalmente (e.g., “se fai la pas-seggiata ora non potrai iniziare la cena primadelle 22:00, e questo violerebbe i vincoli tem-porali della pillola del dopo cena”).

L’obiettivo di questi scenari è quello di mostra-re come una collezione di agenti che fornisconoservizi eterogenei (nel nostro caso specifico, ragio-natori artificiali, robot e sensori) possono essereintegrati al fine di ottenere un sistema il cui valo-re aggiunto è superiore alla somma delle sue par-ti. La tipologia di servizi elementari che costitui-scono l’RDE rispecchia le componenti domotichedisponibili sul mercato in un futuro prossimo.L’ambiente integrato nel suo complesso, ossial’insieme di funzionalità mostrate nella dimostra-zione, forniscono una evidenza dei potenzialibenefici per l’indipendenza che si possono otte-nere con la tecnologia domotica del futuro.

Dal progetto emergono esempi di servizi domo-tici estremamente interessanti che, pur nei limitidi un prototipo di ricerca, mostrano come in unfuturo prossimo un aspetto chiave sarà l’integra-zione e convergenza di diverse tecnologie intelli-genti armonizzate nello stesso ambiente applica-tivo. Da questo punto di vista RoboCare ha nonsolo offerto delle soluzioni innovative ma mostra-to una serie di prospettive per sviluppi futuri.

Amedeo Cesta e Federico PecoraISTC-CNR, Roma

ROBOCARE, UN PROGETTO PILOTA SU TECNOLOGIE INTELLIGENTI PER AIUTARE ANZIANI IN CASA

Figura 6. Il supervisore al lavoro nel simulato-re della residenza sanitaria assistita.

La domotica è la disciplina che si occupa del-l’integrazione delle tecnologie che consento-no di automatizzare una serie di operazioniall’interno della casa/edificio. In particolare, èfocalizzata sull’integrazione dei dispositivi elet-trici ed elettronici, degli elettrodomestici, deisistemi di comunicazione, di controllo e sorve-glianza presenti nelle abitazioni.

L’home automation – scienza che studia par-ticolari sistemi per automatizzare l’abitazione efacilitare l’adempimento di molte azioni che si svol-gono normalmente nell’ambiente domestico – ela building automation – l’edificio intelligente checon il supporto delle nuove tecnologie, permettela gestione coordinata, integrata e computerizza-ta degli impianti tecnologici, delle reti informati-che e delle reti di comunicazione – rappresenta-no i principali oggetti di studio della domotica.

Con il termine casa intelligente si definiscel’integrazione di diversi dispositivi per il con-trollo automatizzato di apparati domestici, disensori di misurazione dello stato dell’ambien-te, di funzioni intelligenti di supporto e di siste-mi telecomunicativi per l’accesso alle funzionida remoto o per l’assistenza a distanza.

Un’abitazione così integrata può essere con-trollata dall’utilizzatore tramite opportune inter-facce utente (pulsanti, telecomando, touch screen,tastiere, riconoscimento vocale), che realizzano,tramite vari tipi di interconnessione (rete locale,onde convogliate, onde radio, BUS dedicato,ecc.), il contatto (invio di comandi e ricezione infor-mazioni) con il sistema intelligente di controllo,basato su un’unità computerizzata centrale oppu-re su un sistema a intelligenza distribuita.

Il sistema di controllo provvede a svolgere icomandi impartiti dall’utente (ad esempio accen-sione luce cucina oppure apertura tapparella sala),a monitorare continuamente i parametri ambien-tali (come allagamento oppure presenza di gas),a gestire in maniera autonoma alcune regolazio-ni (temperatura) ed a generare eventuali segna-lazioni all’utente o ai servizi di teleassistenza.

Un sistema domotico si completa, di solito,attraverso uno o più sistemi di comunicazionecon il mondo esterno (ad esempio messaggitelefonici preregistrati, sms, generazione auto-

matica di pagine web o e-mail) per permetter-ne il controllo e la visualizzazione dello statoanche da remoto. Sistemi comunicativi di que-sto tipo, chiamati gateway o residential gatewaysvolgono la funzione di avanzati router, permet-tono la connessione di tutta la rete domesticaal mondo esterno, e quindi alle reti di pubbli-co dominio, consentendo di monitorare, con-trollare ed agire sullo stato del sistema di homeautomation anche tramite un accesso remoto.Un sistema di home automation deve esserefacile da usare, affidabile e garantire il suo con-tinuo funzionamento e le principali aree di azio-ne sono le seguenti: 1. Sicurezza: prevenzione e gestione di poten-ziali pericoli che possono manifestarsi nell’am-biente domestico 2. Salute: miglioramento dell’assistenza sani-taria e della tempestività di cura attraversosistemi di rilevamento delle funzioni vitali e ser-vizi di assistenza e soccorso a distanza3. Comfort: sistemi raffinati e intelligenti che,grazie a sensori distribuiti, percepiscono lerichieste dell’utente migliorandone le condizio-ni di benessere psicofisico4. Risparmio energetico: ottimizzazione di con-sumi e risorse, utilizzo di fonti alternative peruna gestione razionale dell’energia in ottica dirisparmio e rispetto dell’ambiente5. Intrattenimento: integrazione e fruizione inte-rattiva di contenuti audio, video e multimedia-li in tutti gli ambienti

Il processo di home automation, nella mag-gior parte dei casi, avviene tramite una logicadi semplice sommatoria senza, cioè, una rea-le integrazione e cooperazione tra comporta-menti, tecnologie, prodotti e architettura. Pur-troppo, la somma di oggetti singolarmente evo-luti spesso produce un sistema “non intelligen-te” e complicato con cui l’utente non riesce ainteragire, provocando un rifiuto anche da par-te di coloro che in un primo tempo avevanopercepito la tecnologia come utile e abilitante.

Da qui l’importanza della domotica qualedisciplina di integrazione delle molteplici com-ponenti tecnologiche e ambientali per una pro-gettazione di spazi, sistemi e prodotti “user

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Il mercato della domotica

responsive”, che tengano conto delle reali esi-genze dell’utente. L’offerta tecnologica nondeve infatti giustificare se stessa in modo auto-referenziale, ma al contrario deve comprende-re il punto di vista dell’utente e orientare l’of-ferta verso quelli che sono i suoi reali bisogni.

Il mercatoQuello della domotica appare, attualmente,come un mercato di nicchia allo stato nascen-te, caratterizzato da dinamiche e prospettivedi sviluppo eccezionalmente interessanti.

Salvo poche eccezioni collegate al mondodell’informatica, della comunicazione e dellosvago, i livelli di diffusione dei sistemi di domo-tica sono ancora molto bassi, ma ad essi cor-risponde un livello di interesse medio-alto. InEuropa, il mercato crescerà in modo piuttostorapido nei prossimi anni soprattutto in Spagna,Germania e Paesi Bassi dove lo sviluppo diqueste tecnologie è più avanzato e a trainareil mercato sarà soprattutto il comparto della

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sicurezza e del risparmio energetico.In Italia lo sviluppo del settore sta avvenen-

do con una certa lentezza a causa dell’assen-za di prodotti e soluzioni integrate (ciò è dovu-to anche all’assenza di uno standard comunedi riferimento), di un livello di prezzo ancoratroppo elevato e di difficoltà nell’uso e nell’in-stallazione del prodotto.

Il costo delle soluzioni e dei servizi percepitodall’utente risulta l’ostacolo maggiore all’investi-mento in home automation, seguito dalla relati-vamente scarsa conoscenza delle opportunitàofferte. Per un appartamento di medie dimensio-ni (80/100 mq.) un sistema domotico che includatre applicazioni base, quali la sicurezza ambien-tale (attuazione di tutte le protezioni atte a preve-nire le fughe di gas, allagamenti e incendi), lagestione del riscaldamento e la sicurezza anti-intrusione esterna, ha un costo dai 3 ai 4 mila euro.

Scarsa è anche la percezione del valoreaggiunto che la realizzazione di un impiantodomotico può portare nello stile di vita di unapersona; secondo una ricerca dalla CIRM qua-

IL MERCATO DELLA DOMOTICA

Climatizzazione

Riscaldamento

Irrigazione giardino

Gestione piscina

Illuminazione

Illuminazione d’emergenza

Alimentazione d’emergenza

Distribuzione dell’energia e gestione carichi

Azionamento dei sistemi di apertura e ingresso

Gestione scenari preprogrammati

Lavatrice ed asciugatrice

Lavastoviglie

Frigoriferi e congelatori

Cucine e forni

Apparecchi idrosanitari,sauna, idromassaggio

Telefono

Citofono o videocitofono

Comunicazioni internet

Accesso a internet a banda larga

Trasmissioni dati per il controllo remoto

Informazioni e svago con sistemi audio-video

Protezione antifurto,antintrusione, antirapina,perimetrale

Protezione antincendio,antiallagamento, da fumo ofughe di gas

Videocontrollo ambientalelocale e a distanza

Telesoccorso e teleassistenza di persone sole, anziane,disabili, malate

Gestione dell’ambiente Gestione degli apparecchi domestici

Comunicazione ed informazione

Sicurezza

In questi ultimi anni, con la diffusione dell’usodella Posta elettronica e di Internet in generale,che si sono affiancate alla ormai indispensabilepresenza di un personal computer su ogni scri-vania e alle tecnologie di gestione dei “docu-menti digitali”, il lavoro e la stessa organizzazio-ne degli uffici nelle aziende e negli studi profes-sionali sono radicalmente mutati.

In particolare, le tecnologie di comunicazionee documentazione digitale consentono oggi disupportare dal punto di vista operativo l’impor-tante evoluzione organizzativa necessaria per dareuna risposta efficiente ed efficace alle crescentiesigenze di collaborazione e condivisione deidocumenti, dati e soprattutto informazioni, oggiindispensabile per gestire in modo competitivoqualsiasi attività professionale o business.

Sempre più aziende e studi stanno infatti adot-tando strategie software e innovazioni tecnologi-che che consentono di ridurre al minimo l’utilizzodi supporti cartacei per applicazioni fiscali, ammi-nistrative e gestionali, e utilizzano addirittura appli-cazioni basate su Web e/o soluzioni di archiviazio-ne esterna. Stanno semplificando, inoltre, tutte leprocedure d’ufficio, riducendo i costi e controllan-do meglio i processi grazie a nuovi componentihardware per l’ufficio quali stampanti, scanner,copiatrici e fax multifunzione. Infine, sempre piùfrequentemente si avvalgono della disponibilità di

si il 94% degli intervistati dichiara di non cono-scere il significato della parola domotica.

Si è notato, inoltre, che il valore dell’integra-zione non è riconosciuto “di per sé”, ma comeintrinseco a soluzioni e servizi avanzati chedovrebbero essere già pensati e forniti per inte-ragire, essere controllati e gestiti a distanza eper consentirne un facile utilizzo. Questo sem-bra essere un problema di razionalizzazione del-l’offerta (più che di maturazione della domanda)già predisposta a goderne i benefici. Si collocain un contesto di riconfigurazione della filierapiuttosto complessa dell’home automation chevede coinvolti numerosi attori quali progettisti,aziende produttrici di tecnologia, aziende pro-duttrici di applicazioni e installatori.

Notevole è l’iniziativa Homevolution dellaAnie, nata con il duplice obiettivo di analizza-re le potenzialità e le criticità legate all’univer-so “CASA” e di individuare iniziative ed azioniche possano favorire la crescita del mercato.Homevolution intende spingere da un lato l’in-tegrazione dell’offerta guidata dal cliente, attra-verso l’unione di sistemi ed applicazioni resi-denziali diverse in un’ottica di interoperabilità,multifunzionalità e semplicità d’uso, e dall’al-tro l’integrazione dei diversi attori della filiera,in un’ottica di completezza e qualità delle solu-zioni e dei servizi e orientata al miglioramentodella qualità della casa e dell’abitare.

Pier Angelo BigaICM Advisors

apparecchiature e soluzioni che possono essereutilizzate in ufficio come modelli all-in-one ancheper chi ha l’esigenza di spostarsi.

In questo contesto, la principale, più diffusae visibile innovazione ha riguardato senz’altrol’impiego della posta elettronica, che ha consen-tito di ridurre drasticamente la corrispondenzatradizionale. Con la progressiva diffusione, ormaiavviata, dell’utilizzo della “posta elettronica cer-tificata” e della “firma elettronica” è possibileipotizzare nel giro di pochi anni la scomparsadella posta tradizionale dagli uffici (non a caso iprincipali operatori nel mercato hanno da tem-po avviato strategie di diversificazione dei pro-pri servizi (cfr Poste Italiane). I vantaggi in termi-ni di crescita della velocità della trasmissionedelle informazioni, della loro archiviazione e suc-cessiva ricerca/consultazione, e di diminuzionedei rispettivi costi!, sono evidenti e ormai acqui-sti da qualsiasi organizzazione.

Come sempre accade, anche questa importan-te innovazione non è esente da qualche controin-dicazione: secondo una stima IDC negli Stati Uni-ti, tra il 1997 e il 2004 il volume di posta elettroni-ca giornaliera gestita da un impiegato è cresciutadi ben 10 volte. La stessa ricerca prevede una ulte-riore quintuplicazione tra il 2004 e il 2008: questasituazione comporta “distrazioni” e stress con effet-ti negativi misurabili sulla produttività e in qualche

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L’ufficio digitale

caso persino sulla salute degli operatori.Una delle sfide che i produttori di software e

soluzioni per l’ufficio sono chiamati ad affronta-re con urgenza riguarda quindi lo sviluppo disoluzioni che consentano agli operatori di nonessere “sopraffatti” dall’eccessiva disponibilitàdi dati e informazioni, attraverso l’impiego di tec-niche di riconoscimento, selezione e trattamen-to sempre più automatiche delle informazionistesse. È in questa direzione che stanno non acaso investendo le principali aziende informati-che nazionali e internazionali, con soluzioni chesaranno disponibili già entro questo decennio.

Un’altra importante innovazione che cominciaa diffondersi nei nostri uffici e organizzazioni, inparticolare in Italia, che si è dotata per di una nor-mativa all’avanguardia in Europa, è costituita dal-la cosiddetta “Smaterializzazione” dei documen-ti. Il valore “legale” finalmente attribuito ai “docu-menti digitali” (fatture, contratti, registri e modulifiscali e contabili, ecc.), unitamente alla disponi-bilità sempre più pervasiva della connettività inlarga banda, consentiranno infatti di ottenere ulte-riori importanti riduzioni dei costi amministrativi egestionali delle aziende e professionisti, oltre adimportanti incrementi di produttività ed efficienzadell’intero sistema economico.

Un esempio concreto del “valore” di questoapproccio è fornito dal processo di gestione “elet-tronica” dei documenti amministrativi: oggi infattile aziende non solo possono ridurre i costi di posta-lizzazione delle fatture attive, semplificare e auto-matizzare la gestione contabile e l’archiviazionedelle fatture passive, ecc., ma possono anche otti-mizzare i processi di comunicazione interna e ver-so il mercato mediante applicazioni di “Intranet”ed “Extranet” e, infine, attraverso l’uso della cosid-detta “archiviazione sostitutiva” potranno evitarecosti e oneri di conservazione e gestione per diver-si anni dei documenti stessi. Ancora, attraverso inuovi software di “business Intelligence” sarà pos-sibile processare in modo sempre più automaticonon solo i documenti digitali,ma anche le informa-zioni e dati in essi contenuti, riducendo quindi sem-pre più le attività a basso valor aggiunto e consen-tendo agli operatori di concentrare tempo e atten-zione sulle attività più importanti e creative.

Per concludere questa sintetica e certamen-te riduttiva panoramica sull’evoluzione del lavo-ro d’ufficio, non possono mancare alcuni cenni

86 I quaderni di

alle ulteriori evoluzioni che ci attendono nei pros-simi anni.

Anche tralasciando di accennare alle innova-zioni più “fantascientifiche” che la ricerca tec-nologica in campo informatico, delle telecomu-nicazioni e delle nanotecnologie, già lascia intra-vedere, si possono infatti già individuare aree disperimentazione o applicazione che probabil-mente avranno nei prossimi anni una diffusionealtrettanto rapida di quella delle applicazioni“internet” e di digitalizzazione dei documenti.

Sicuramente infatti l’imminente diffusione com-merciale di apparecchiature e servizi che consen-tiranno l’ormai famosa “convergenza” digitale tracomputer, telefono e televisione, unitamente alladisponibilità di banda sempre più ampia e acces-sibile in modalità “wireless”, alle tecniche di inte-razione “vocale” o comunque analogica tra uomoe macchine, renderà presto comune in tutte leaziende l’adozione di nuovi modelli e processi orga-nizzativi e di business basati sui principi di “mobi-lità”, di “condivisione” e di “collaborazione”.

Già oggi è considerato abbastanza “norma-le” per alcuni manager o professionisti lavorareda una sala di un qualsiasi aeroporto o stazioneutilizzando un PC portatile o palmare, o un sem-plice “telefonino” di nuova generazione, cosìcome sempre più spesso alcuni impiegati pos-sono svolgere la propria attività da casa o dasedi diverse dal tradizionale ufficio. Persino dal-l’auto! Altrettanto “normale” è già in molti ufficil’utilizzo del PC anche per fare e ricevere telefo-nate, o per connettersi ad un sito internet da cuiassistere ad un corso di formazione o ad unaconferenza. Così come sempre più diffusi sonoi centralini e gli uffici “ virtuali”, in cui personeallocati nei posti e paesi più disparati garanti-scono una immagine e risposte “locali” ad azien-de sempre più globalizzate e “immateriali”…

Proiettando questi scenari, la sola certezzasembra consistere nel fatto che in un futuro for-se neanche troppo lontano l’“ufficio” cosi comelo abbiamo inteso fino ad oggi diventerà qual-cosa di molto diverso, con conseguenze anchesociali oltre che economiche che non è facileprevedere, grazie a tecnologie che tanto più ridu-cono le distanze nel mondo tanto più sembranoincentivare l’isolamento fisico degli individui.

Francesco BonelliWolters Kluwer Italia Srl

L’UFFICIO DIGITALE

Un Residential Gateway (RG) è un computer dedi-cato alla gestione della casa, ma certo non un com-puter come quelli che abbiamo sulla scrivania enemmeno una casa come quelle che abbiamo oggi,bensì una casa in cui sia le infrastrutture di distri-buzione dell’energia che gli elettrodomestici saran-no di nuova generazione. Ovvero, una rete di distri-buzione elettrica di nuovo tipo in grado non solodi distribuire alimentazione ma in grado di funzio-nare come mezzo di comunicazione, ed una nuo-va generazione di elettrodomestici in grado dicomunicare, attraverso la rete elettrica, i propri datie di ricevere comandi dal Residential Gateway.

Ma non solo. Nella casa di domani non saran-no solo gli elettrodomestici ad interagire con ilResidential Gateway, ma tutti i dispositivi di illu-minazione e tutti quegli apparati per cui è possi-bile ipotizzare un servo-controllo, come tapparel-le, porte, sistemi di allarme ecc. Senza contare inostri sistemi di intrattenimento che già oggi stan-no migrando verso il mondo dei computer (peresempio i cosiddetti “Media Center”) e che per-mettono il flusso di musica e filmati da e verso ilPC, il lettore MP3, il telefono cellulare e la rete.

Quindi possiamo pensare ad una casa in cuiogni elemento sia dotato di intelligenza propria edin grado interagire con un sistema centralizzatoche permetta all’utente di gestire meglio ogni sin-golo elemento e addirittura di impostare dei pro-fili di “utilizzo” che si adattano alle abitudini degliabitanti della casa; ma la cosa più attraente è chei “profili” di utente possono essere definiti, nonsolo in modo manuale mediante una programma-zione classica, ma anche in funzione delle mano-vre che ogni abitante della casa esegue con mag-gior frequenza (p. es. sentire la musica ad una cer-ta ora, vedere un certo programma TV, registraretutti i giorni le puntate di una “soap opera” ecc.).

Un’altra importante funzione del ResidentialGateway è la sua capacità di interagire con la“rete”, ovvero con Internet.

Questa funzione presenta due aspetti interes-santi. Il primo è rappresentato dalla convergenzafra la funzione di controllo dell’abitazione ed ilmondo dell’intrattenimento, inteso sia come uti-lizzo di mezzi di intrattenimento classico (TV, musi-ca, foto), che come utilizzo dell’altro mezzo diimportante mezzo di intrattenimento rappresen-tato dal PC e dalle consolle di ultima generazio-ne. Basti pensare che oramai la funzione di “gio-co in rete” è divenuta una opzione irrinunciabileper gli appassionati di video giochi.

Il secondo aspetto è quello connesso con lapossibilità di fornire ad un utente la gestioneremota della casa, con tutti i servizi che si pos-sono immaginare associati a questa possibilità.

In questo campo il Residential Gateway la fada padrone; in fatti tutti gli RG sono dotati diinterfaccia di rete che fornisce la capacità dicomunicazione con il PC o, addirittura, la pos-sibilità di collegarsi in rete in modo autonomo.

Ovviamente questa ultima possibilità compor-ta tutta una serie di problemi legati alla sicurez-za, considerando questo tema in tutti gli aspetticon esso collegati; ovvero: il controllo degli acces-si e la sicurezza dei dati e dei beni personali.

In questo contesto è lecito chiedersi perchémai dotarsi di un RG, sia esso collegato al pro-prio Personal Computer, o in grado di collegar-si alla rete in modo autonomo.

Fra i mille servizi che in prossimo futuro popo-leranno le nostre case vi sarà di certo la possibi-lità di interrogare (anche da fuori casa propria) ilPC per fare cose fino ad ora impensabili come adesempio mostrare le foto o i filmini delle vacanze.

E ancora, abitando in una casa gestita da unResidential Gateway tutto si può fare rimanen-do seduti sul divano, e non è detto che debbaessere quello di casa nostra.

Infatti, anche stando fuori casa, è possibile con-trollare se le tapparelle o la porta del garage sonochiusi, se il proprio figlio è tornato da scuola, se

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Il Residential Gateway.Ovvero come il forno ci avverteche la torta è cotta mentre stiamoguardando un film in TV

nel frigorifero vi sono tutti gli ingredienti per pre-parare (al proprio ritorno) la cena e se la lavatriceha finito di lavare ed asciugare il bucato.

Ma pensiamo quanto un tale dispositivo potràessere di aiuto a portatori di handicap e a per-sone anziane o comunque limitate nelle possi-bilità di spostamento o di movimento.

Un RG può, per esempio, segnalare sullo scher-mo TV lo squillo del telefono di casa, facendo vede-re anche il numero di chi sta chiamando, oppure(sempre sulla TV) compare una piccola finestrellain cui si vede chi sta suonando al citofono.

Rimanendo in questo contesto non si puòdimenticare quanto un RG possa seguire unutente affetto da malattie (che richiedono parti-colare assistenza a che presentano il rischio diaggravamenti improvvisi) nei suoi spostamentinella casa, a patto che egli indossi uno specia-le “giubbino” telematico dotato di sensori appro-priati alla patologia del soggetto.

A questo punto la richiesta di assistenza nonsarà solo di tipo classico, già in uso in prodotticommerciali di teleavviso, ma l’assistenza al sog-getto inizierà immediatamente senza che si deb-ba attendere l’arrivo del personale sanitario.

Questo perché le pareti “intelligenti” di una casadi nuova generazione saranno dotate di sensori edi sistemi di comunicazione in grado di comunica-re in modalità “senza fili” con dispositivi di assisten-za sanitaria. In questo modo il personale di assisten-za sanitaria, saprà in anticipo quale situazione tro-verà a casa del malato e quali strategie applicare.

Ma quanto costa avere una casa di tipo “futu-ristico” controllata da un “Residential Gateway”?

Stime recenti parlano di un incremento di prez-zo (per abitazioni nuove) di circa il trenta percen-to rispetto ad una installazione di tipo classico;ovvero il costo dell’impianto elettrico di una casacostruita oggi aumenta del trenta per cento sela si equipaggia con un Residential Gateway econ una rete di distribuzione elettrica adeguataa farlo dialogare con nuove generazioni di elet-trodomestici e di servodispositivi di controllo.

Ovviamente i costi aumentano in ragione delnumero di apparecchiature servo assistite concui equipaggiamo l’abitazione.

Un discorso a parte è quello degli elettrodo-mestici.

Qui entra in ballo non solo l’evoluzione tecno-logica e la capacità dell’industria di produrre

88 I quaderni di

apparecchiature sofisticate a prezzi “accessibi-li”, ma il principale “ostacolo” è rappresentatoproprio dall’utente.

E questo discorso vale anche per il Residen-tial Gateway di per sé.

Infatti, senza scomodare concetti in questomomento di gran moda come il cosiddetto “Digi-tal Divide”, ovvero la difficoltà che hanno queglistrati della popolazione non informatizzati (o scar-samente disponibili all’informatizzazione) nell’ac-cedere a servizi di tipo telematico, o più semplice-mente ad usare un PC, è evidente la difficoltà chela stragrande maggioranza di noi prova di fronte aqualsiasi elettrodomestico che richieda un gradodi interazione che va oltre l’accessione e l’uso deltelecomando per cambiare i canali TV. Una tale dif-ficoltà, seppure possa risultare difficile da esserepresa sul serio, sta condizionando pesantementeil design e la messa sul mercato di elettrodomesti-ci di nuova generazione. E questo accade già percasi semplici in cui il costruttore presenta su undisplay alfanumerico scritte che descrivono in modosommario il programma della lavatrice anziché limi-tarsi a indicare i minuti che mancano alla fine dellavaggio. Altro esempio classico di “resistenza”all’uso di dispositivi che richiedano una interazio-ne “complessa”, è il caso della programmazionedel videoregistratore; questo problema era cosìsentito dai costruttori, che, ad un certo punto, ven-ne proposta la funzione “show-view”, ovvero lapossibilità di impostare la registrazione di un pro-gramma semplicemente digitando un codice.

L’elencazione di esempi simili si estendereb-be per pagine intere, basti considerare la diffi-coltà che un utente ha a memorizzare un nume-ro nella rubrica del telefonino mentre sta rice-vendo una chiamata.

A questo riguardo il Residential Gateway, conla sua possibilità di interfacciarsi con il PC o(ancora meglio) con la TV, presenta potenzialitàmaggiori verso un utilizzo semplificato.

Ma tutto è comunque legato, almeno per ora,alle scelte dei singoli costruttori, che, a dispet-to degli standard che vanno sempre maggior-mente diffondendosi, tendono a mantenere solu-zioni di tipo proprietario, sia nel sistema di comu-nicazione interno alla casa, che nelle modalitàdi accesso alle funzioni.

Vittorio BaronciniFondazione Ugo Bordoni

IL RESIDENTIAL GATEWAY

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