ITTO20111049A1 - Sistema elettrodomestico svolgente funzioni di tele-medicina e/o tele-assistenza, e relativo metodo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

“Sistema elettrodomestico svolgente funzioni di tele-medicina e/o tele-assistenza, e relativo metodo”,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione riguarda il campo della tele-medicina e in particolare quello della tele-assistenza di anziani presso la propria abitazione. Più particolarmente, l’invenzione riguarda soluzioni volte a semplificare l’impiego di dispositivi elettrici domestici, in grado di svolgere il ruolo di “sensori di vitalità” dell’utente, in abbinamento ad un sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza.

Stato della tecnica

La vita media della popolazione sta aumentando ovunque grazie alle conquiste della medicina e all’opera di prevenzione verso le malattie che la maggior parte dei paesi sta da tempo perseguendo. Questo fatto, di per sé molto positivo, sta però producendo un progressivo invecchiamento della popolazione del pianeta con la conseguente necessità, da parte dei governi soprattutto dei paesi più sviluppati, di creare le condizioni affinché il cittadino possa conservare il più a lungo possibile la propria autonomia e indipendenza e la capacità di mantenere alta la qualità della propria vita, riducendo nel medesimo tempo al minimo le spese d’assistenza a carico dello stato. Uno dei modi più efficaci per soddisfare questa necessità è favorire l’impiego di sistemi di tele-medicina ( telemedicine ) e/o di tele-assistenza ( telecare ) basati su internet che, attraverso l’ausilio di opportuni sensori in grado di monitorare i parametri vitali dell’utente e le caratteristiche dell’ambiente domestico in cui lo stesso vive, aiutano l’anziano a mantenere in sicurezza un livello di vita qualitativamente dignitoso, limitando al minimo indispensabile la necessità di ricoveri ospedalieri. Sistemi di questo tipo cominciano a diffondersi ovunque nel mondo, favoriti dalla crescente disponibilità di sofisticati sensori “indossatali” in grado di monitorare i parametri vitali dell’utente, e supportati da opportune strutture mediche, pubbliche e/o private, in grado di offrire adeguati servizi di tele-medicina e/o di tele-assistenza.

Il maggior limite degli attuali sistemi di tele-medicina e/o di tele-assistenza deriva dal fatto che sono indirizzati per lo più ad utenti con patologie piuttosto importanti e presuppongono, da un lato, l’impiego di sofisticati sensori indossabili in grado di monitorare i parametri vitali della persona e, dall’altro, l’interazione con opportune strutture ospedaliere capaci di interfacci arsi con detti sensori e di erogare il servizio richiesto. Ciò significa che questi sistemi tendono soprattutto a rivolgersi ad anziani con problemi e ad escludere quelli in discreto stato di salute che intendano mantenere nel tempo quel livello di qualità della loro vita. Inoltre la bassa disponibilità di strutture mediche pubbliche in grado di erogare servizi di tele-medicina secondo gli standard internazionali (per esempio lo standard HL7 di interoperabilità fra differenti apparecchiature ospedaliere) tende a far sì che le applicazioni di tele-medicina siano oggi indirizzate ad un’utenza di nicchia e non rispondano alle effettive esigenze associate all’ accresciuta longevità della popolazione.

Esistono nella tecnica anteriore tentativi di associare a determinati dispositivi domestici, come frigoriferi (si veda ad esempio la domanda di brevetto intemazionale WO 2011/030288) o altri elettrodomestici, il compito di catturare, elaborare e memorizzare gli eventi d'interazione con l'utente, ma tali proposte appaiono di difficile applicazione perché caratterizzate dai seguenti limiti:

a) non sono in genere messi in relazione con sistemi di tele-medicina e/o teleassistenza, ma hanno solo il compito di generare informazioni statistiche sulle modalità d’uso dei prodotti al fine di apportare migliorie al loro funzionamento per soddisfare meglio le esigenze dell’utente;

b) se messi in relazione con sistemi di tele-medicina e/o tele-assistenza, tendono a svolgere un molo assimilabile a quello dei sensori utilizzati nei suddetti sistemi per rilevare i parametri vitali dell’utente, apportando complessità d’interfacciamento e costi non trascurabili, mentre la loro funzione è di natura molto diversa, meno specialistica, limitandosi a contribuire al monitoraggio dei comportamenti quotidiani dell’utente; c) svolgono funzioni aggiuntive complesse - quali per esempio la rilevazione degli eventi d’interazione con l’utente, la loro memorizzazione, la loro elaborazione al fine di ricavare le abitudini dell’utente, la loro analisi per verificare la presenza di comportamenti anomali - che impongono l’impiego di sistemi di controllo digitali aventi maggiore capacità elaborativa e memorie di sistema più ampie, cioè di sistemi di controllo che, non rispettando i severi vincoli di costo propri del settore degli elettrodomestici, sono adatti solo per prodotti di nicchia di alta gamma che, però, a causa della loro limitata diffusione, non possono dare effettivo contributo al problema dell'assistenza domiciliare di anziani attraverso le tecnologie di internet che è alla base della presente invenzione;

d) gli elettrodomestici in questione devono necessariamente essere dotati di sistemi di controllo digitali e di opportuni mezzi per la loro connessione ad una rete locale; ma prodotti di questo tipo non sono ancora disponibili e la loro penetrazione nel mercato sarà molto lenta e graduale;

e) gli elettrodomestici tradizionali, che di fatto sono quelli attualmente presenti nelle abitazioni, sono invece tassativamente esclusi dal poter svolgere il ruolo di sensore di vitalità dell’utente.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è superare i suddetti limiti della tecnica nota per contribuire ad ampliare il campo d’azione della tele-medicina e/o della tele-assistenza tradizionali. Ciò è ottenuto, secondo l’invenzione, da un sistema elettrodomestico e da un metodo per la tele-medicina e/o la tele-assistenza aventi le caratteristiche delle rivendicazioni allegate. Le rivendicazioni costituiscono parte integrante dell’insegnamento tecnico qui fornito in relazione all’invenzione.

In sintesi, l’invenzione si propone di introdurre nuovi strumenti e metodi per il monitoraggio ed il controllo di persone anziane in buona salute, che desiderino mantenere il proprio stato di vita autonoma e indipendente in condizioni di sicurezza e di maggiore vicinanza nei confronti dei propri familiari non conviventi. Queste modalità di monitoraggio e controllo si basano, secondo l’invenzione, sul rilevamento degli eventi d’interazione dell’utente con dispositivi domestici comunicanti che, allo scopo, svolgono il ruolo di “sensori di vitalità” dello stesso, come in parte noto dalla già citata domanda di brevetto intemazionale WO 2011/030288, perché permettono di ricavare i suoi comportamenti abitudinari e di segnalare eventuali anomalie associabili a situazioni di disagio o di pericolo. La presente invenzione propone migliorie vantaggiose rispetto alla suddetta domanda di brevetto intemazionale WO 2011/030288, consentendo di interfacciare a qualsiasi sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza, in maniera semplice ed economica, insiemi di dispositivi domestici in grado di comunicare in maniera diretta o indiretta.

In una forma di attuazione dell’invenzione, questo molo di “sensori di vitalità” è svolto dai cosiddetti smart appliances , cioè dagli elettrodomestici di nuova generazione in grado di comunicare con il mondo esterno, ad esempio con le utility elettriche al fine di adattare i propri assorbimenti di potenza alle effettive disponibilità della rete elettrica di nuova generazione o smart grid.

Breve descrizione dei disegni

L’invenzione sarà in seguito descritta in maniera dettagliata facendo riferimento alle figure allegate, fornite a puro scopo esemplificativo e non limitativo, in cui:

- la figura 1 mostra l’architettura generale di un sistema di energy management domestico secondo una forma di attuazione dell’invenzione;

- la figura 2a mostra lo schema a blocchi di un elettrodomestico dotato al suo interno di mezzi per la connessione ad una rete di comunicazione locale e dialogante con un dispositivo adattatore previsto secondo l’invenzione;

- la figura 2b mostra lo schema a blocchi di un elettrodomestico in grado di connettersi ad una rete di comunicazione locale- cui è connesso un dispositivo elettronico ausiliario secondo l’invenzione - attraverso mezzi di comunicazione allocati in un dispositivo adattatore esterno con cui l’ elettrodomestico stesso è in grado di scambiare informazioni in maniera bidirezionale attraverso il proprio cavo di alimentazione;

- la figura 2c mostra lo schema a blocchi di una variante della figura 2b, in cui l’ elettrodomestico è in grado di connettersi ad una rete di comunicazione locale- cui è connesso il dispositivo elettronico ausiliario secondo l’invenzione - attraverso mezzi di comunicazione allocati in un dispositivo adattatore esterno con cui l’ elettrodomestico stesso è in grado di scambiare informazioni in maniera monodirezionale attraverso il proprio cavo di alimentazione;

- la figura 2d mostra lo schema blocchi di un elettrodomestico tradizionale, non in grado di comunicare, i cui consumi sono monitorati, in una forma di attuazione dell’ invenzione, mediante un dispositivo adattatore esterno dotato di mezzi di misura e di mezzi di interfaccia verso una rete di comunicazione locale, cui è connesso un dispositivo elettronico ausiliario secondo l’invenzione;

- la figura 2e mostra lo schema a blocchi di un esempio di dispositivo elettronico ausiliario per il monitoraggio della vitalità dell'utente, secondo l'invenzione;

- la figura 2f rappresenta un diagramma di flusso che descrive le funzionalità di base di un dispositivo elettronico ausiliario secondo l'invenzione;

- la figura 3 a descrive una possibile modalità di invio di dati da un elettrodomestico ad un dispositivo adattatore del tipo mostrato in figura 2b o 2c;

- la figura 3b mostra forme d’onda associate alla figura 3 a;

- la figura 3c descrive una possibile modalità di invio di dati da un dispositivo adattatore del tipo mostrato in figura 2b ad un elettrodomestico;

- la figura 4 rappresenta un sistema elettrodomestico, svolgente funzioni di teleassistenza, secondo una possibile forma di attuazione dell’invenzione; e

- la figura 5 rappresenta un sistema elettrodomestico, svolgente sia funzioni di tele-assistenza e funzioni di energy management mediante una medesima infrastruttura di comunicazione, secondo una possibile forma di attuazione dell’invenzione.

Descrizione di forme di attuazione preferite dell'invenzione

Nella seguente descrizione sono illustrati vari dettagli specifici finalizzati ad un’ approfondita comprensione delle forme di attuazione. Le forme di attuazione possono essere realizzate senza uno o più dei dettagli specifici, o con altri metodi. In altri casi, strutture o operazioni note non sono mostrate o descritte in dettaglio per evitare di rendere oscuri vari aspetti delle forme di attuazione. Il riferimento ad “una forma di attuazione” nell’ambito di questa descrizione sta ad indicare che una particolare configurazione, struttura o caratteristica descritte in relazione alla forma di attuazione è compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, frasi come “in una forma di attuazione” e simili, presenti in diversi luoghi di questa descrizione, non sono necessariamente riferite alla stessa forma di attuazione. Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in un modo adeguato in una o più forme di attuazione, anche diverse da quelle descritte. I riferimenti qui utilizzati sono soltanto per comodità e non definiscono dunque l’ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.

In figura 1 è rappresentato in forma schematica un sistema elettrodomestico per la gestione di consumi elettrici domestici, basata sul dialogo fra un’utility elettrica e gli elettrodomestici indicati con 70, 75 e 76. Tali elettrodomestici sono dotati allo scopo di mezzi di comunicazione 35 per la connessione a una rete di comunicazione locale 40 {LAN - Locai Area Network), cui a sua volta è connesso un energy manager 25. L’energy manager 25, attraverso un opportuno gateway 31, può dialogare con una rete di comunicazione geografica 45 ( WAN - Wide Area Network ), qui rappresentata dal web, per offrire servizi di energy management 50 che derivano dall'evoluzione in corso della rete elettrica (fenomeno mondiale delle smart grid), ed altri servizi innovativi 55 -quali per esempio l’assistenza remota degli elettrodomestici, la loro manutenzione preventiva, il monitoraggio delle modalità d’uso finalizzato al miglioramento dei prodotti e così via - che sono diretta conseguenza della capacità di dialogo diretto o indiretto degli elettrodomestici. Infatti, la forte evoluzione in atto nei sistemi di generazione dell'energia elettrica, caratterizzati da un crescente contributo da parte di fonti energetiche rinnovabili, sta rendendo necessaria e urgente una revisione globale dei sistemi di distribuzione dell'energia prodotta, prevedendo un crescente impiego delle tecnologie ICT per monitorare in tempo reale l'effettiva potenza disponibile in ogni istante sulla rete, in modo da garantire il più possibile il mantenimento di un costante equilibrio fra la potenza elettrica generata a monte e quella assorbita a valle dai vari utilizzatori - essendo tale equilibrio garanzia di massima efficienza e di minimo impatto ambientale - attraverso la negoziazione diretta con quest'ultimi.

Per cogliere detti obiettivi di efficienza e di ridotto impatto ambientale è dunque necessario che gli utilizzatori elettrici domestici, in particolare gli elettrodomestici, siano in grado di adeguare il più possibile il loro funzionamento alle esigenze della rete, cercando di ridurre o annullare i propri consumi di corrente nei momenti di picco e, viceversa, di sfruttare al meglio le situazioni di maggiore disponibilità energetica, il tutto salvaguardando la qualità delle prestazioni per l'utente. Ciò può essere ottenuto solo se ciascun elettrodomestico sia in grado di conoscere costantemente la situazione della rete, in modo da poter adattare il proprio funzionamento alle esigenze di quest'ultima garantendo però, nello stesso tempo, la qualità della sua prestazione finale verso l'utente: cioè, in altre parole, solo se detto elettrodomestico sia dotato di opportuni mezzi 35 per comunicare direttamente con il sistema di gestione della rete elettrica 25 e disponga di un opportuno sistema di controllo in grado di modificare il ciclo di lavoro dello stesso.

Elettrodomestici di questo tipo non sono ancora presenti sul mercato, ma i maggiori produttori mondiali di white goods hanno annunciato l'intenzione di renderli progressivamente disponibili nei prossimi anni. Si tratta dunque di un processo dinamico basato sulla negoziazione dell’energia disponibile che, se in eccesso, è offerta dall’utility elettrica ad un prezzo ridotto per stimolarne il consumo e, viceversa, se in difetto, tale uso è scoraggiato da un prezzo elevato, potendo quest’azione di negoziazione avvenire in maniera sostanzialmente automatica, pur sotto la supervisione dell'utente, grazie al dialogo diretto fra l’utility e gli elettrodomestici di nuova generazione 70 e 75.

Inoltre quest’approccio avrebbe - come già accennato - anche il grande pregio di consentire, grazie allo sfruttamento della capacità di autodiagnosi propria degli elettrodomestici di ultima generazione, l’assistenza remota e la manutenzione preventiva degli stessi attraverso la medesima infrastruttura di comunicazione 40, 25 e 30 impiegata per l’ottimizzazione dei consumi energetici. Nel caso infine di elettrodomestici tradizionali 76, l’impiego di opportuni energy monitor 102, connessi alla rete 40 tramite i mezzi di comunicazione 35, permette di monitorarne i loro consumi nel tempo.

La medesima infrastruttura di comunicazione adottata per la gestione delle suddette problematiche energetiche è utilizzabile, in una forma di attuazione dell’invenzione, anche per gestire problematiche assistive, sfruttando il fatto che i medesimi dispositivi domestici connessi in rete possono anche svolgere funzioni di “sensori di vitalità” dell’utente, come meglio descritto nel seguito.

In figura 2a è rappresentato a titolo esemplificativo e non limitativo un elettrodomestico 70 secondo una forma di attuazione dell’invenzione, contraddistinto da un sistema di controllo digitale 51, atto a rilevare eventi d’interazione con l’utente ed in grado di comunicare con una rete locale 40 attraverso un nodo di comunicazione 17 installato all’ interno del prodotto stesso. La connessione del nodo 17 alla rete locale 40 può essere basata su radiofrequenza 35, essendo alla medesima rete connesso con analoga modalità (35) anche un dispositivo elettronico ausiliario 10 svolgente, secondo Tinvenzione, la funzione di collettore degli eventi d’interazione dell’utente con l’ elettrodomestico 70. Secondo l’invenzione, l’ elettrodomestico 70 comunica sulla rete 40 la notifica di ogni evento d’interazione con l’utente nel momento in cui questo si verifica, detta notifica essendo diretta al dispositivo 10 che la acquisisce, la memorizza e la elabora secondo le modalità che saranno descritte in seguito. In tal modo l’ elettrodomestico 70 può svolgere la funzione di comunicatore di eventi d’interazione con l’utente senza richiedere operazioni complesse e costose a carico del suo proprio sistema di controllo 51: infatti, non dovendo memorizzare ed effettuare elaborazioni complesse sulle informazioni relative agli eventi d’interazione con l’utente, il sistema di controllo 51 non necessita di essere dotato di un processore più potente, né di disporre di memoria aggiuntiva, ma coincide con quello già presente nell’ elettrodomestico 70 standard.

La figura 2b mostra invece una variante rispetto alla figura 2a, caratterizzata dal fatto che l’ elettrodomestico 75 con sistema di controllo digitale 51, anch’esso atto a rilevare eventi d’interazione con l’utente, è connesso alla rete locale 40 - cui è connesso il dispositivo 10 previsto secondo l’invenzione - attraverso la mediazione di un adattatore esterno 100, interposto fra il cavo di alimentazione del prodotto ed una sorgente di energia elettrica, ad esempio una normale presa di corrente. La comunicazione fra l’ elettrodomestico 75 e il dispositivo adattatore 100 è di tipo bidirezionale ed avviene attraverso il cavo di alimentazione 55 - la cui spina 56 è connessa alla presa 57 del dispositivo - secondo la tecnica di comunicazione nota denominata “ power modulatiorì\ i cui principi generali sono descritti, ad esempio, nell’articolo “ Connecting white goods to a home network at a very low cosf\ Aisa et al., International Appliance Manufacturing, 2004 e nelle domande di brevetto internazionale WO 02/21664 e WO 2007/045946. A tale scopo, il dispositivo adattatore 100 è provvisto di una disposizione di ricetrasmissione o trasnceiver 65, basata su power modulation. Anche in questo caso l’ elettrodomestico 75, così come l’ elettrodomestico 70 di figura 2a, può svolgere la funzione di comunicatore di eventi d’interazione con l’utente senza richiedere operazioni complesse e costose a carico del sistema di controllo, cioè utilizzando il medesimo sistema di controllo 51 del prodotto standard.

La figura 2c illustra un’ulteriore variante, rispetto alla figura 2b, in cui la comunicazione fra Γ elettrodomestico 75 e il dispositivo adattatore, qui indicato con 101, è di tipo unidirezionale e va dall’ elettrodomestico (solo trasmettitore) al dispositivo adattatore stesso (solo ricevitore). A tale scopo, il dispositivo adattatore 101 è provvisto di una disposizione di ricezione o receiver 66, basato su power modulation. Anche in questo caso, come quello di figura 2b, la connessione alla rete locale 40 - cui è connesso il dispositivo 10 previsto secondo l’invenzione - avviene attraverso un nodo di comunicazione 17 basato su radiofrequenza (35). Il vantaggio della soluzione di figura 2c rispetto a quella di figura 2b sta nel fatto che, non essendo necessaria per le finalità dell’invenzione la trasmissione dal dispositivo adattatore 101 all’ elettrodomestico 75, l’assenza di tale trasmissione semplifica e riduce i costi del sistema di controllo 51 dell’ elettrodomestico 75 e, soprattutto, del dispositivo adattatore 101, che risulterà più semplice rispetto al dispositivo adattatore 100 di figura 2b.

La figura 2d illustra l’ elettrodomestico 76 caratterizzato da un sistema di controllo di tipo tradizionale, non in grado di comunicare con l’ambiente circostante e connesso alla sorgente di energia elettrica rappresentata dalla presa di corrente 59 attraverso il dispositivo adattatore, qui indicato con 102, tale dispositivo adattatore 102 essendo in grado di misurare i consumi di energia elettrica e gli assorbimenti istantanei di corrente dell’ elettrodomestico 76 - grazie al dispositivo power meter indicato con 67 - e, in base a questi, ricavare indirettamente gli eventi d’interazione dell’utente: per esempio l’attivazione di un ciclo di lavaggio nel caso di una lavabiancheria, l’accensione della lampada all’apertura della porta nel caso di un frigorifero e così via. Il dispositivo adattatore 102 ha quindi la capacità di intercettare in maniera indiretta gli eventi d’interazione dell’utente attraverso le variazioni degli assorbimenti di potenza del relativo elettrodomestico, disponendo nella sua memoria delle necessarie informazioni di assorbimento associate ai vari stati di funzionamento dell’ elettrodomestico stesso.

La connessione alla rete locale 40 avviene ancora attraverso un nodo di comunicazione 17 basato su radiofrequenza 35, essendo su questa stessa rete locale 40 connesso, sempre via radiofrequenza 35, un dispositivo 10 svolgente, secondo l’invenzione, la funzione di collettore degli eventi d’interazione dell’utente con l’ elettrodomestico 76.

Lo schema a blocchi del dispositivo 10, preposto al monitoraggio della vitalità dell'utente secondo l'invenzione, è rappresentato in figura 2e, dove è evidenziato il ruolo centrale del microcontrollore 11 che presiede al controllo del dispositivo 10 stesso. Il microcontrollore 11 dispone di una memoria centrale 12 sufficientemente ampia per ospitare i dati (sotto forma di opportuno data base relazionale), associati agli eventi d'interazione con l'utente dei vari dispositivi domestici sopra descritti e riferiti ad un determinato periodo temporale, quale per esempio un mese, essendo questo periodo da intendersi comunque come un parametro configurabile che può assumere di volta in volta il valore ritenuto più idoneo per una determinata applicazione di tele-medicina e/o tele-assistenza.

Il blocco 13 evidenzia l'eventuale interfaccia del dispositivo 10 con l'utente o, meglio, con personale tecnico specializzato che, tramite la suddetta interfaccia, può configurare manualmente il dispositivo stesso per adattarlo al sistema di tele-medicina e/o di tele-assistenza cui esso è associato. L’interfaccia utente 13 è comunque da considerare come opzionale, perché la configurazione del dispositivo 10 può avvenire, in una forma di attuazione dell'invenzione, in maniera automatica attraverso l'interfaccia 15, che mette in relazione il microcontrollore 11 con il dispositivo 30, che qui adempie anche a funzioni di tele-medicina e/o tele-assistenza. In tal caso, sarà il sistema di telemedicina e/o tele-assistenza 30 a configurare opportunamente il dispositivo 10 in accordo con il tipo di servizio offerto all'utente. Il microcontrollore 11, infine, è connesso alla rete locale 40 attraverso un opportuno nodo di comunicazione 17, analogo a quello impiegato per la connessione in rete dei vari dispositivi domestici che forniscono la notifica delle loro interazioni con l'utente.

La figura 2f illustra infine, attraverso un diagramma di flusso, il funzionamento di base del dispositivo 10 secondo l'invenzione. Il blocco 300 rappresenta il punto di partenza di una sequenza ciclica di operazioni che il dispositivo 10 esegue in continuazione per svolgere la sua funzione di collettore in tempo reale {reai time) di tutti gli eventi di interazione con l'utente da parte dei vari dispositivi domestici in grado di comunicarli, secondo l'invenzione, nel momento in cui tali eventi si verificano.

Dal blocco iniziale 300 il controllo passa al blocco 310, che è un blocco di test che verifica la presenza o meno sulla rete locale 40 della notifica di un evento d'interazione con l'utente da parte dei suddetti dispositivi domestici comunicanti. Se l'esito del test 310 è negativo, il controllo passa al blocco 345 che è un altro blocco di test che verifica la presenza di eventuali richieste da parte del sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza 30. Se non ci sono specifiche richieste (per esempio il profilo storico dell'utente oppure la frequenza temporale di determinati eventi e così via ...) da parte del sistema di telemedicina e/o tele-assistenza, il controllo torna al blocco iniziale 300; altrimenti, il dispositivo 10 invia al sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza 30 le informazioni da questo richieste. Se invece l'esito del test 310 è positivo, il controllo passa al blocco 315 dedicato alla cattura della notifica dell'evento d'interazione e alla sua memorizzazione nel database 12 degli eventi d'interazione con l'utente; poi il controllo passa al blocco 320, che è un blocco di elaborazione dei dati presenti nel suddetto database degli eventi al fine di aggiornare il profilo dell'utente (abitudini quotidiane dell'utente in relazione all'uso dei vari dispositivi domestici comunicanti secondo l'invenzione). Successivamente il controllo passa al blocco di test 325, il quale verifica se l'evento appena catturato sia in linea o meno con le abitudini dell'utente e quindi tale da considerarsi come espressione di normalità, oppure se detto evento appaia invece come eccezionale o comunque anomalo rispetto al profilo dell'utente. In tal caso, il controllo passa al blocco 335, che segnala l'evento anomalo al sistema di tele-medicina 30, e poi si toma al blocco iniziale 300; altrimenti, trattandosi di un evento che rientra nelle normali abitudini dell'utente, il controllo viene ceduto al blocco di test 330 che, in base alla configurazione iniziale del dispositivo 10 in funzione del sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza 30, ritorna il controllo al blocco iniziale 300 se il sistema di telemedicina e/o tele-assistenza non ha richiesto di essere informato tempestivamente in occasione del verificarsi di qualsiasi evento di interazione con l'utente da parte dei dispositivi domestici comunicanti secondo l'invenzione; altrimenti, la notifica dell'evento corrente è inviata attraverso il blocco 340 al sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza 30 e il controllo toma al blocco iniziale 300.

Per quanto riguarda la tecnica di comunicazione denominata “ power modulatiorì\ basata sulle già citate domande di brevetto intemazionale WO 02/21664 e WO 2007/045946, il suo principio di funzionamento è descritto dalle figure 3a-3b-3c, dove la figura 3a evidenzia la trasmissione dall’ elettrodomestico 75 al dispositivo adattatore 100 (o 101), la figura 3b illustra un esempio degli andamenti della tensione di rete ai capi del triac 111 durante la trasmissione dei bit “010110”e la figura 3c mostra schematicamente la modalità di trasmissione dei dati dal dispositivo adattatore 100 all’ elettrodomestico 75.

In termini molto sintetici, Γ elettrodomestico 75 trasmette le sue informazioni agendo su un suo carico elettrico di bassa potenza 120 (per esempio una elettrovalvola per il carico dell’acqua nel caso di una lavatrice o di una lavastoviglie, un ventilatore nel caso di un forno, una lampada nel caso di un frigorifero e così via) pilotato tramite triac 1 11 ed associando un bit ad ogni periodo di rete secondo la seguente logica: triac in conduzione = “1” logico, triac spento = “0” logico (si veda la figura 3b). Il dispositivo adattatore 100 (o 101) cattura queste informazioni andando a misurare ciclo per ciclo, mediante un opportuno “ power meter ” 210, le variazioni di assorbimento di potenza da parte dell’ elettrodomestico 75 e decodificando dette informazioni con l’ausilio di appositi algoritmi gestiti dal microcontrollore 240. In tal modo Γ elettrodomestico 75 può trasmettere 1 bit per ogni ciclo di rete, cioè 50 o 60 bit/sec rispettivamente per una frequenza di 50 o 60 hertz.

Analogamente, il dispositivo adattatore 100 può trasmettere informazioni verso Γ elettrodomestico 75 operando, in ogni periodo di rete, in corrispondenza di uno fra 16 possibili slot temporali associati a ciascuna semionda, una variazione impulsiva della tensione alternata di rete che alimenta lo stesso: tale variazione, che è dell’ordine di 12 V, è effettuata ponendo in serie un diodo zener 222 in corrispondenza di un determinato istante (uno dei sedici slot temporali previsti) di entrambe le semionde ed è effettuata con l’ausilio di due mosfet (non visibili in figura) controllati dal microcontrollore 240. L’ elettrodomestico 75, se a ciò predisposto, può decodificare tali informazioni misurando la distanza temporale fra l’istante di zero-crossing della tensione di rete e l’istante in cui è rilevata la variazione impulsiva della stessa tensione di rete, effettuata tramite un opportuno circuito derivatore (condensatore 121 in serie all’impedenza 122) in grado di filtrare l’impulso di tensione inviato dal dispositivo adattatore 100 e di trasmetterlo al microcontrollore 150, cui spetta il compito di individuare in corrispondenza di quale, fra i sedici possibili slot temporali (16 diverse possibilità = 4 bit, cioè un nibble), è stato applicato il suddetto impulso di tensione. In tal modo il dispositivo adattatore 100 può trasmettere 1 nibble (mezzo byte) per ogni ciclo di rete, cioè 200 o 240 bit/sec rispettivamente per una frequenza di 50 o 60 hertz. Per una descrizione più dettagliata del funzionamento della tecnica di comunicazione denominata power modulation, si rinvia in ogni caso al testo delle già citate domande di brevetto intemazionale WO 02/21664 e WO 2007/045946.

Il più importante beneficio derivante dall’impiego della power modulation è il fatto che, grazie a questa tecnica, l’ elettrodomestico digitale 75 può scambiare o inviare informazioni con l’ambiente circostante impiegando la stessa elettronica di controllo già presente al suo interno e, quindi, senza aggiungere alcun costo. Inoltre, il fatto che il nodo di comunicazione 17 si sposti dall’ elettrodomestico 75 al dispositivo adattatore 100 o 101, fa sì che l’ elettrodomestico venga liberato, oltre che dal costo del nodo stesso che non è certo trascurabile, anche dalla necessità di legarsi ad una determinata tecnologia di rete e a un determinato protocollo che, come è noto, sono soggetti a continui aggiornamenti e non sono quindi compatibili con i bassi costi di manutenzione propri del settore degli elettrodomestici.

La presente invenzione riguarda, come detto, la tele-medicina e/o tele-assistenza di anziani presso la propria abitazione ed associa ad un elettrodomestico a controllo digitale del tipo indicato con 70 e 75, opportunamente connesso ad una rete locale domestica 40, la capacità di rilevare tutti gli eventi d’interazione con l’utente e di fornire a un qualsiasi sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza informazioni sul suo “stato di vitalità” e su eventuali anomalie comportamentali che possano evidenziare una situazione di disagio o di pericolo per lo stesso.

Nel caso di elettrodomestici tradizionali 76, la rilevazione degli eventi d’interazione con l’utente avviene in maniera indiretta, secondo l’invenzione, grazie al dispositivo 102, in grado di misurare gli assorbimenti di potenza, di rilevare indirettamente le azioni dell’utente sul prodotto (per esempio la sua attivazione o il suo spegnimento) e di comunicare in rete locale 40, attraverso opportuni mezzi 35, la notifica dei suddetti. Tutto ciò è ottenuto, in una forma di attuazione dell’invenzione, attraverso un sistema del tipo rappresentato in figura 4, dove è mostrata Γ architettura generale di un sistema elettrodomestico svolgente funzionalità di tele-medicina e/o teleassistenza, in cui il gateway 31 è da intendersi come un dispositivo che, oltre a garantire la connessione ad internet (45) ed essere in grado di interfacci arsi secondo l’arte nota a specifici sensori dedicati al monitoraggio dei parametri vitali di un utente (secondo le sue effettive necessità, derivanti dal suo stato di salute) e delle caratteristiche ambientali del luogo dove egli vive, è anche capace, secondo la presente invenzione, di dialogare con il dispositivo 10, che è preposto a raccogliere ed elaborare le notifiche degli eventi d’interazione dell’utente con gli elettrodomestici 70 e 75 (i quali, allo scopo, svolgono il ruolo di “sensori di vitalità” dello stesso), e con elettrodomestici tradizionali 76 le cui interazioni con l’utente sono rilevate in maniera indiretta attraverso il dispositivo 102, in grado di misurare gli assorbimenti di potenza elettrica da parte del prodotto.

In modo analogo, altri sistemi domestici - come ad esempio il sistema d’illuminazione 80, i mobili di una cucina 85 ed altri sistemi con cui l’utente si ponga quotidianamente in relazione - possono contribuire a fornire informazioni utili per monitorare lo stato di vitalità dell’utente secondo l’invenzione: in particolare, il sistema d’illuminazione 80 ( lighting System ) può essere in grado di comunicare alla rete locale 40, cui è connesso, gli eventi d’interazioni con l’utente, per esempio l’accensione o lo spegnimento di luci; gli scomparti di una cucina 85 {kitchen forniture) sono caratterizzati, secondo l'invenzione, da un sistema di sensori che rilevano l’apertura e la chiusura dei vari cassetti e sportelli e da un sistema di controllo in grado di comunicare alla rete locale 40, cui è connesso, gli eventi d’interazioni con l’utente; gli altri sistemi 90 rappresentano, in accordo con una forma di attuazione dell'invenzione, qualsiasi dispositivo presente nell'ambiente domestico che sia in grado di rilevare eventi d’interazione con l’utente e di comunicarli attraverso la rete locale 40 cui è connesso, quale ad esempio un rilevatore di presenza, un rilevatore di apertura o chiusura di porte, un rilevatore dello stato di funzionamento di un televisore e/o di un piccolo elettrodomestico, un misuratore delle variazioni di assorbimento di corrente elettrica da parte di una determinata zona della casa (per esempio la zona cucina).

L’invenzione propone quindi anche un metodo per far sì che i dispositivi domestici in grado di comunicare in maniera diretta o indiretta gli eventi d’interazione con l’utente, possano contribuire a monitorare lo stato di vitalità quotidiana di utenti anziani, interagendo con un qualsiasi sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza attraverso un opportuno dispositivo 10 in grado di acquisire, memorizzare ed elaborare le informazioni sui suddetti eventi d’interazione con l’utente in modo da poter svolgere il ruolo di “sensore di vitalità” dello stesso verso detto qualsiasi sistema di tele-medicina e/o di tele-assistenza.

Una prima caratteristica distintiva rispetto all'arte nota dei suddetti dispositivi domestici, in particolare elettrodomestici 70, 75 e 76 in grado di comunicare in maniera diretta o indiretta gli eventi d'interazione con l'utente, sta nel fatto che essi comunicano immediatamente, sulla rete locale 40 cui sono connessi, la notifica di ogni evento d'interazione con l'utente nel momento stesso in cui questo si verifica, evitando operazioni complesse (come l'acquisizione dell'evento d'interazione, la sua memorizzazione, la sua elaborazione, la determinazione delle abitudini dell'utente, l'individuazione di suoi comportamenti anomali, la segnalazione di dette informazioni a un sistema di tele-medicina e/o di tele-assistenza ...) che richiederebbero al loro interno un sistema di controllo costoso: le suddette notifiche vengono invece raccolte, memorizzate ed elaborate dall'apposito dispositivo 10, connesso allo scopo alla medesima rete locale 40, avente secondo l'invenzione la funzione di "sensore dello stato di vitalità dell'utente" verso un qualsiasi sistema di tele-medicina e/o di tele-assistenza con cui questo è in relazione.

Un'altra caratteristica distintiva rispetto all'arte nota della presente invenzione sta nel fatto che l'insieme dei dispositivi domestici comunicanti con la rete locale 40, cui è connesso il dispositivo 10 secondo l'invenzione, può comprendere elettrodomestici tradizionali 76, di per sé non comunicanti, ma resi indirettamente tali secondo l'invenzione grazie alla presenza dei dispositivi ausiliari 102, capaci di individuare le interazioni di detti elettrodomestici 76 con l'utente attraverso la misura dei relativi assorbimenti di potenza elettrica.

Secondo un’attuazione particolarmente vantaggiosa dell’invenzione, inoltre, un’ulteriore caratteristica distintiva degli elettrodomestici 70 e 75, dell’insieme costituito dall’ elettrodomestico 76 e dal dispositivo 102 e dei sistemi domestici 80, 85 e 90 è il fatto che Γ infrastruttura di comunicazione utilizzata è la medesima impiegata da sistemi noti di energy management del tipo rappresentato nella figura 1. Tale aspetto è rappresentato in particolare nella figura 5, dove gli elettrodomestici 70 e 75, l’insieme dei dispositivi 76 e 102 e i sistemi domestici 80, 85 e 90 assumono il duplice ruolo di strumenti attivi per la gestione energetica della casa e di sensori di vitalità per l’utente anziano che la abita, aprendo l’ambiente domestico a nuovi servizi ad alto valore aggiunto 50 e 55 basati sul web 45, che contribuiscono rispettivamente a ridurre le spese per il sociale aumentando nel medesimo tempo la qualità della vita dell’utente, e ad impiegare in maniera più efficiente ed ecologica le fonti energetiche disponibili. I vantaggi di questa ulteriore caratteristica sono evidentemente di tipo economico e di tipo pratico, consentendo da un lato di gestire due importanti problematiche - quella energetica e quella assistiva - con il medesimo investimento infrastrutturale e, dall’altro lato, di associare agli elettrodomestici di nuova generazione 70 e 75, progettati fondamentalmente per adeguare il proprio funzionamento alle necessità della rete elettrica nel rispetto degli interessi dell’utente, e agli altri sistemi domestici - come 76-102, 80, 85 e 90 -, il ruolo aggiuntivo di “sensori della vitalità” dello stesso.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche della presente invenzione, così come chiari risultano i suoi vantaggi. E’ inoltre evidente che numerose varianti sono possibili, per la persona esperta del ramo, a quanto in precedenza descritto come esempio, senza per questo uscire dagli ambiti dell’invenzione, così come definita nelle rivendicazioni che seguono.

Un dispositivo adattatore del tipo precedentemente indicato con 100, 101 o 102 può essere integrato direttamente in una rispettiva presa di corrente 59.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un sistema elettrodomestico che comprende: - una rete di comunicazione locale (40); - almeno un dispositivo elettrico domestico (70, 75, 76, 80, 85, 90); - un dispositivo svolgente funzioni di tele-medicina e/o tele-assistenza (30), connesso in comunicazione di segnale con una rete di comunicazione geografica (45), in cui il dispositivo svolgente funzioni di tele-medicina e/o tele-assistenza (30) è configurato per trasmettere sulla rete di comunicazione geografica (45) informazione rappresentativa dello stato di vitalità di un utente dell’ almeno un dispositivo elettrico domestico (70, 75, 76, 80, 85, 90); il sistema inoltre comprendendo mezzi di comunicazione (35; 17, 35; 35, 100; 35; 101; 35, 102), per immettere sulla rete di comunicazione locale (40) informazione rappresentativa di eventi d’interazione dell’utente con l’almeno un dispositivo elettrico domestico (70, 75, 76, 80, 85, 90); in cui il sistema comprende ulteriormente un dispositivo ausiliario elettronico (10) connesso in comunicazione di segnale con la rete di comunicazione locale (40) e predisposto per: - acquisire dalla rete di comunicazione locale (40) detta informazione rappresentativa di eventi d’interazione dell’utente, - elaborare detta informazione rappresentativa di eventi d’interazione dell’utente, per generare di conseguenza detta informazione rappresentativa dello stato di vitalità dell’utente; - comunicare al dispositivo svolgente funzioni di tele-medicina e/o tele-assistenza (30) detta informazione rappresentativa dello stato di vitalità dell’utente.
2. 2. Il sistema secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo ausiliario elettronico (10) comprende un microcontrollore (11) al quale sono operativamente associati: - mezzi di memoria (12), per memorizzare dati associati ad eventi d'interazione dell’utente con l’almeno un dispositivo elettrico domestico (70, 75, 76, 80, 85, 90) e riferiti ad un determinato periodo temporale, - un nodo di comunicazione (17) per la connessione alla rete di comunicazione locale (40); - un’interfaccia di comunicazione (15) per il collegamento al dispositivo svolgente funzioni di tele-medicina e/o tele-assistenza (30).
3. 3. Il sistema secondo la rivendicazione 2, in cui il dispositivo ausiliario elettronico (10) comprende mezzi di configurazione, per la sua configurazione in funzione del dispositivo svolgente funzioni di tele-medicina e/o tele-assistenza (30), detti mezzi di configurazione comprendendo in particolare: - l’interfaccia di comunicazione (15); il dispositivo ausiliario elettronico (10) essendo configurabile in maniera automatica attraverso l'interfaccia stessa, oppure - un’interfaccia utente (13) del dispositivo ausiliario elettronico (10), per configurare manualmente il dispositivo stesso.
4. 4. Il sistema secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui l’ almeno un dispositivo elettrico domestico (70) ha un sistema di controllo digitale (51) atto a rilevare eventi d’interazione con l’utente ed un nodo di comunicazione (17) per trasmettere relativa informazione sulla rete di comunicazione locale (40).
5. 5. Il sistema secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui - l’almeno un dispositivo elettrico domestico (75) ha un sistema di controllo digitale (51) atto a rilevare eventi d’interazione con l’utente ed una disposizione di comunicazione basata su power modulation (PMA) per trasmettere relativa informazione attraverso un proprio cavo di alimentazione (55), e - il sistema elettrodomestico comprende inoltre un adattatore esterno (100; 101), atto ad essere interposto fra il detto cavo di alimentazione (55) ed una sorgente di energia elettrica (59), l’adattatore esterno (100; 101) includendo - una rispettiva disposizione di comunicazione basata su power modulation (65; 66) per ricevere detta relativa informazione; e - un nodo di comunicazione (17), per trasmettere detta relativa informazione sulla rete di comunicazione locale (40).
6. 6. Il sistema secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui - l’almeno un dispositivo elettrico domestico (76) ha un cavo di alimentazione (55), e - il sistema elettrodomestico comprende inoltre un adattatore esterno (102), atto ad essere interposto fra il detto cavo di alimentazione (55) ed una sorgente di energia elettrica (59), l’adattatore esterno (102) includendo: - un dispositivo di misura (67) atto a misurare i consumi di energia elettrica e/o gli assorbimenti istantanei di corrente del dispositivo elettrico domestico (76) e ricavare indirettamente con ciò informazione relativa a eventi d’interazione dell’utente con il dispositivo elettrico domestico (76), - un nodo di comunicazione (17), per trasmettere detta relativa informazione sulla rete di comunicazione locale (40).
7. 7. Il sistema secondo la rivendicazione 5 o la rivendicazione 6, in cui l’adattatore esterno (100; 101; 102) è integrato in una presa di corrente elettrica (59).
8. 8. Un metodo per tele-medicina e/o tele-assistenza in un ambiente domestico, comprendente i passi di: - immettere su una rete di comunicazione locale (40) informazione rappresentativa di eventi d’interazione di un utente con almeno un dispositivo elettrico domestico (70, 75, 76, 80, 85, 90); - trasmettere su una rete di comunicazione geografica (45) informazione rappresentativa dello stato di vitalità di un utente dell’ almeno un dispositivo elettrico domestico (70, 75, 76, 80, 85, 90), mediante un dispositivo svolgente funzioni di telemedicina e/o tele-assistenza (30) connesso in comunicazione di segnale con la rete di comunicazione locale (40); in cui il metodo comprende inoltre il passo di connettere in comunicazione di segnale un dispositivo ausiliario elettronico (10) alla rete di comunicazione locale (40), ed in cui detto dispositivo ausiliario elettronico (10) provvede a: - acquisire dalla rete di comunicazione locale (40) detta informazione rappresentativa di eventi d’interazione dell’utente, - elaborare detta informazione rappresentativa di eventi d’interazione dell’utente, per generare di conseguenza detta informazione rappresentativa dello stato di vitalità dell’utente; - comunicare al dispositivo svolgente funzioni di tele-medicina e/o tele-assistenza (30) detta informazione rappresentativa dello stato di vitalità dell’utente.
9. 9. Il metodo secondo la rivendicazione 8, in cui il dispositivo ausiliario elettronico (10) memorizza dati associati ad eventi d'interazione dell’utente con Γ almeno un dispositivo elettrico domestico (70, 75, 76, 80, 85, 90) e li riferisce ad un determinato periodo temporale.
10. 10. Il metodo secondo la rivendicazione 8 o la rivendicazione 9, comprendente inoltre Γ operazione di configurare il dispositivo ausiliario elettronico (10) in funzione del dispositivo svolgente funzioni di tele-medicina e/o tele-assistenza (30).
11. 11. Il metodo secondo la rivendicazione 8 o la rivendicazione 9, in cui un sistema di controllo digitale (51) deH’almeno un dispositivo elettrico domestico (70) rileva eventi d’interazione con l’utente e trasmette relativa informazione sulla rete di comunicazione locale (40).
12. 12. Il metodo secondo la rivendicazione 8 o la rivendicazione 9, in cui - un sistema di controllo digitale (51) dell’almeno un dispositivo elettrico domestico (75) rileva eventi d’interazione con l’utente e trasmette relativa informazione su di un proprio cavo di alimentazione (55) mediante la tecnica di comunicazione power modulation, - detta relativa informazione è ricevuta da un adattatore esterno (100; 101), interposto fra il detto cavo di alimentazione (55) ed una sorgente di energia elettrica (59), e trasmessa dall’adattatore esterno (100; 101) sulla rete di comunicazione locale (40).
13. 13. Il metodo secondo la rivendicazione 8 o la rivendicazione 9, in cui un adattatore esterno (102), interposto fra un cavo di alimentazione (55) dell’ almeno un dispositivo elettrico domestico (76) ed una sorgente di energia elettrica (59) provvede a: - misurare i consumi di energia elettrica e/o gli assorbimenti istantanei di corrente del dispositivo elettrico domestico (76); - ricavare informazione relativa a eventi d’interazione dell’utente con il dispositivo elettrico domestico (76), in base ai consumi e/o assorbimenti misurati, e - trasmettere detta relativa informazione sulla rete di comunicazione locale (40).