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Articolo pubblicato il 17-10-2005
di Vittorio Miori
Istituto di Scienza e Tecnologie dell'Informazione "A. Faedo" - ISTI
Area della Ricerca CNR di Pisa
Numero 21 - Anno 2
17 Ottobre 2005
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 La casa "intelligente" - Ricerca scientifica e futuri scenari
La domotica
Il gergo delle nuove tecnologie si è andato arricchendo di termini quali Home Automation, Building Automation, Smart Home, etc…, tutti sinonimi derivati da un altro neologismo, Domotique, coniato in Francia e composto dalla fusione dei due termini Domus e Informatique.
Tale neologismo, ripreso in Italia con il termine Domotica, rappresenta l'applicazione delle tecnologie informatiche per l'automazione degli ambienti domestici. Le tecnologie impiegate per i processi di automazione, benché tutte conformi ai medesimi principi, possono variare sensibilmente in funzione delle dimensioni degli ambienti presi in considerazione.
Il termine "ambiente domestico" può quindi estendere la propria accezione tradizionale e riferirsi sia ad una classica abitazione, che ad un ufficio o un negozio, fino ad identificare anche edifici di dimensioni maggiori come una scuola, un ospedale o un aeroporto.
Le promesse della domotica
È buona norma non confondere i risultati dei processi di automazione solo con quegli scenari futuristici che spesso i media identificano con la domotica. A fronte di tali prospettive, senza dubbio interessanti ed avveniristiche, ci sono molti altri aspetti, forse meno accattivanti, ma più utili e pragmatici.
In primo luogo, un ambiente che utilizza la tecnologia domotica è in grado di mantenere continuamente sotto controllo tutti i parametri funzionali, assicurando un adeguato livello di confort all'utente e, in alcuni casi, adattandosi alle sue preferenze (ad es. temperatura e livello di umidità interni, gradazione ottimale dell'illuminazione, etc…).
Se l'incremento del livello di confort di un ambiente risulta gradevole per gli utenti cosiddetti "normo-dotati", questo diventa fondamentale per le persone anziane e per quelle disabili, le quali vedono aumentare il proprio grado di autonomia e indipendenza, beneficiando di un ambiente ritagliato su misura secondo le proprie capacità psico-fisiche.
Un altro aspetto non trascurabile riguarda il miglioramento del livello di sicurezza attraverso l'automazione di quei controlli predisposti alla gestione delle principali fonti di pericolo di un'abitazione (ad es. prevenzione di incendi, fughe di gas, intrusioni, etc…). L'eliminazione di questi fattori di rischio risulta ancor più apprezzabile se si considera che, statisticamente, l'ambiente domestico è spesso il teatro di molti incidenti di entità rilevante.
L'impiego della domotica, poi, può risolvere il problema degli eccesivi consumi energetici, consentendo forme di risparmio e l'eliminazione degli sprechi attraverso il controllo automatico e ottimizzato degli impianti di riscaldamento, condizionamento e ventilazione (ad es. disattivazione dell'impianto in caso di apertura delle finestre, temperatura ambiente differenziata nelle varie stanze dell'abitazione a seconda dell'uso o della presenza o meno delle persone, pianificazione dei carichi energetici in accordo ai profili temporali delle tariffe in vigore).
Le tecnologie domotiche, inoltre, si integrano bene con uno spettro di nuove tecnologie che per tradizione riguardano altri domini applicativi; la vasta diffusione di dispositivi mobili (cellulari, PDAs, etc…) unita con lo sviluppo di nuovi modelli architetturali basati su Internet, consente di immaginare lo sviluppo di applicazioni in grado di controllare da remoto l'intero ambiente domestico, attraverso interfacce utenti semplici ed intuitive.
Infine, per ciò che riguarda il cosiddetto entertainment, la domotica promette innovazioni enormi; sarà possibile collegare tra loro impianti Hi-Fi, TV, DVD, console per videogiochi, database contenenti films ed orchestrare le attività da svolgere durante il proprio tempo libero.
La ricerca
È in questo nuovo panorama così vasto che si collocano le attività di ricerca e sviluppo del Laboratorio di Domotica presso l'Istituto di Scienza e Tecnologie dell'Informazione del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Pisa.
Il Laboratorio di Domotica sta curando importanti progetti di ricerca con obiettivi diversi ma ugualmente rilevanti dal punto di vista scientifico.
Uno dei principali progetti ha individuato nella carenza di uno standard universale la mancata diffusione delle tecnologie domotiche. Ad oggi, infatti, esistono molti sistemi domotici, promossi da consorzi aziendali diversi, che risultano scarsamente interoperabili; questo si traduce in un disorientamento da parte dell'utente finale, che si trova costretto a scegliere ed affidarsi una volta per tutte ad un unico sistema per poter beneficiare della tecnologia.
Per comprendere meglio quanto questo incida negativamente sull'affermazione della domotica, utilizziamo un parallelismo con il mondo dei telefoni cellulari; il mercato della telefonia mobile sarebbe esploso, così come lo conosciamo oggi, se la comunicazione fosse stata garantita solo tra dispositivi appartenenti allo stesso marchio? Sicuramente no.
Grazie allo standard GSM, è garantita l'effettiva comunicazione tra qualsiasi dispositivo mobile, indipendentemente dal marchio o dall'operatore cui questo appartiene.
Il progetto ha proposto una soluzione al problema dell'interoperabilità nei contesti domotici, seguendo un approccio che ha consentito di risolvere lo stesso problema anche in altri domini informatici (ad esempio nelle reti di calcolatori con l'introduzione dello stack TCP/IP, nei database con l'introduzione di ODBC, etc…). In particolare, la soluzione è costituita da un framework, detto DomoNet, basato su un'architettura di tipo SOA (Service Oriented Architecture) e su un insieme di protocolli standard W3C come XML/WebServices.
Grazie a DomoNet, è possibile controllare tutti i dispositivi domotici presenti nell'ambiente domestico anche da dispositivi conformi a sistemi domotici differenti, in modo del tutto trasparente all'utente finale.
Allo scopo di ampliare il più possibile il bacino di utenza della domotica, è comunque necessario lo sviluppo di soluzioni che permettano interazioni uomo-macchina più semplici. A questo proposito, è in fase conclusiva un altro progetto, frutto di una collaborazione presso lo Human-Computer Interaction Institute della Carnegie Mellon University.
Questo progetto nasce per integrare sui dispositivi mobili o embedded le capacità di controllo dell'ambiente domestico ottenute con DomoNet, attraverso interfacce che tengano conto dei limiti di visualizzazione dell'informazione che presentano questi dispositivi.
In questo modo, sarà possibile controllare da remoto tutti i dispositivi domotici presenti nell'ambiente attraverso l'interfaccia di un telefono cellulare, uno smartphone, un PDA, etc…
Sempre sollecitati dalla stessa motivazione, ossia rendere più semplice possibile l'interazione tra utente e ambiente, è in fase di sviluppo un progetto che ha l'obiettivo di realizzare un'infrastruttura basata su DomoNet, in grado di controllare l'ambiente domestico attraverso l'interpretazione del linguaggio naturale. L'obiettivo è fare in modo che la massaia non debba confrontarsi con interfacce macchinose o complicate, ma possa interagire e controllare ambiente domestico semplicemente con la parola.
Infine, con il progetto europeo Equal-SODO (Struttura Operativa per la DOmotica), il Laboratorio si impegna ad offrire la formazione necessaria alle figure professionali (imprenditori, costruttori, installatori, etc…) potenzialmente legate al mondo della domotica. È essenziale intervenire per adeguare le varie professionalità e renderle competitive a livello europeo evitando la possibile imminente obsolescenza di una larga fascia di lavoratori.
Il prossimo futuro della domotica
Nel prossimo futuro la domotica potrà venire influenzata dai recenti progressi delle "nanotecnologie" e dai concetti dell' "ubiquitus computing" e "pervasive computing". Non molti decenni fa un calcolatore era un oggetto grosso e costoso e serviva a molti utenti. Poi, con la diminuzione dei costi e delle dimensioni si è arrivati al calcolatore personale (personal computer) e oggi siamo già nell'era di molti calcolatori per ogni utente. Il concetto di Ubiquitus Computing ("elaborazione dovunque") è quindi iniziato con:
- il calcolatore personale appoggiato sopra un tavolo (desk top computer),
- il calcolatore portatile appoggiato tipicamente sulle ginocchia (lap top computer),
- il calcolatore compatto da tenere in "palmo di mano" (palm top computer),
- telefono cellulare che offre sempre più servizi informatici e tende a integrarsi con i calcolatori palmari,
- oggetti informatici che si indossano come orologi o cinturini da polso (wrist top computers), collari (neck top computers), cappelli (come i caschi delle corse automobilistiche) o cuffie speciali (head top computers).
Con il passaggio dalla microelettronica che sfrutta componenti dell'ordine del milionesimo di metro alla nanoelettronica che sfrutta componenti dell'ordine del miliardesimo (o bilionesimo) di metro, potremo realizzare calcolatori mille volte più piccoli.
La nanoelettronica si basa su tecnologie che sfruttano tra l'altro l'effetto spin (spintronica: studio per realizzare dispositivi di commutazione basati sull'effetto spin ovvero sulla variazione del numero quantico dello spin di un elettrone orbitale).
Gli oggetti creati con la microelettronica si possono trovare oggi appesi al corpo umano o indossati, mentre quelli creati con le nanotecnologie e la nanoelettronica potranno essere introdotti direttamente nel corpo umano o dispersi nell'aria come "polveri" con lo scopo di rilevare vari parametri del corpo umano o dell'ambiente e trasmetterli a sistemi di controllo. Potremo quindi , in futuro, utilizzare funzioni di calcolatori invisibili.
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Autore: di Vittorio Miori
Istituto di Scienza e Tecnologie dell'Informazione "A. Faedo" - ISTI
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