ITTO20111052A1 - Dispositivo di monitoraggio di un sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza e relativi uso e metodo - Google Patents

Description

“Dispositivo di monitoraggio di un sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza e relativi uso e metodoâ€

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo di applicazione dell'invenzione

La presente invenzione riguarda il campo dell’ “Ambient Assisted Living†ed affronta il problema del monitoraggio e dell’assistenza di persone anziane. 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.

Descrizione dello stato dell'arte

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, soprattutto da parte dei governi 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 à ̈ favorire l’impiego di sistemi di tele-medicina e/o di tele-assistenza 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 “indossabili†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 interfacciarsi 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 e/o di tele-assistenza 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 e/o tele-assistenza siano indirizzate ad un’utenza di nicchia e non rispondano pienamente alle effettive esigenze associate all’accresciuta longevità della popolazione.

Esistono nella tecnica anteriore tentativi di associare a determinati dispositivi domestici, come per esempio frigoriferi o lavatrici, il compito di catturare, elaborare e memorizzare gli eventi d'interazione con l'utente, ma tali proposte perseguono tipicamente scopi differenti da quelli associati a sistemi di tele-medicina e/o teleassistenza (per esempio finalità statistiche volte a meglio comprendere l'uso effettivo del prodotto ed a creare le condizioni per una revisione che tenga meglio in conto le effettive esigenze dell'utente), oppure, nel caso abbiano relazione con questi, tali dispositivi domestici tendono ad apparire ciascuno come una particolare periferica di un sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza che, allo scopo, deve prevedere per ognuno opportune regole d’interazione, assimilando tali dispositivi a sensori classici di telemedicina e/o tele-assistenza: cosa che però introduce una complessità notevole, creando enormi difficoltà d’applicazione anche a causa dei costi elevati. Inoltre, lo stesso ruolo complesso associato al dispositivo domestico presuppone un sistema di controllo dotato delle necessarie risorse in termini di capacità elaborativa e di memoria per svolgere adeguatamente questo compito, ponendo seri problemi di costo e di complessità che non sono compatibili con i vincoli di costo propri del settore degli elettrodomestici, fatta eccezione per prodotti di nicchia di alta gamma che, per ragioni di costo e di limitata diffusione, non possono dare effettivo contributo al problema dell'assistenza domiciliare di anziani attraverso le tecnologie di internet che à ̈ alla base della presente invenzione.

Sommario dell'invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ 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 à ̈ ottenuto, secondo l’invenzione, da un dispositivo di monitoraggio di un sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza e da un metodo per la tele-medicina e/o la tele-assistenza aventi le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali costituiscono parte integrante dell’insegnamento tecnico qui fornito in relazione all’invenzione.

In sintesi, l’invenzione si propone di introdurre nuovi strumenti e metodi utili ad ampliare il campo d’azione della tele-medicina e/o tele-assistenza tradizionale, introducendo nuove modalità di monitoraggio e controllo che siano utili soprattutto nel caso di persone anziane in buona salute che desiderino mantenere il proprio stato di vita autonoma e indipendente in condizioni di sicurezza e in maniera trasparente verso i propri familiari non conviventi.

Queste modalità di monitoraggio e controllo si basano, secondo l’invenzione, sull’impiego di un dispositivo in grado di raccogliere, memorizzare ed elaborare le notifiche di eventi d’interazione con l’utente da parte di dispositivi domestici elettrici, ricavando i suoi comportamenti abitudinari e segnalando a un qualsiasi sistema di telemedicina e/o di tele-assistenza eventuali anomalie associabili a situazioni di disagio o di pericolo, cioà ̈, in sintesi, svolgendo il ruolo di “sensore dello stato di vitalità†dell’utente stesso. Secondo un aspetto vantaggioso, i suddetti dispositivi domestici comunicano immediatamente gli eventi d'interazione con l'utente nel medesimo istante in cui questi si verificano, evitando l'onere di acquisirli, memorizzarli ed elaborarli, cosa che, come detto, presupporrebbe la presenza a bordo di detti dispositivi domestici di risorse elettroniche complesse e costose che non sono in linea con i vincoli di costo propri del settore degli elettrodomestici.

La presente invenzione propone pertanto un dispositivo di monitoraggio in grado di catturare, memorizzare ed elaborare gli eventi d'interazione con l'utente, segnalati tempestivamente nel momento stesso in cui questi eventi si verificano da dispositivi domestici in grado di comunicare con una rete locale, cui il suddetto dispositivo à ̈ connesso. Inoltre detto dispositivo à ̈ in grado di interfacciarsi a un qualsiasi sistema di tele-medicina e/o di tele-assistenza, fornendo informazioni sulla vitalità quotidiana dell'utente, ricavata dall'analisi della sequenza temporale delle sue interazioni con i vari dispositivi domestici comunicanti, e segnalando eventuali comportamenti che si discostino dal suo modo di fare abituale.

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 tele-assistenza domiciliare in cui à ̈ inserito un dispositivo per il monitoraggio dello stato di vitalità dell'utente secondo l'invenzione;

- la figura 2 mostra uno schema a blocchi di un dispositivo per il monitoraggio dello stato di vitalità dell'utente secondo l'invenzione;

- la figura 3a mostra uno 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 di monitoraggio secondo l’invenzione;

- la figura 3b mostra uno schema a blocchi di un elettrodomestico in grado di connettersi ad una rete di comunicazione locale - cui à ̈ connesso un dispositivo secondo l’invenzione - attraverso mezzi di comunicazione allocati in un dispositivo ausiliario esterno con cui l’elettrodomestico stesso à ̈ in grado di scambiare informazioni in maniera bidirezionale attraverso il proprio cavo di alimentazione;

- la figura 3c mostra una variante della figura 3b, in cui un elettrodomestico à ̈ in grado di connettersi ad una rete di comunicazione locale - cui à ̈ connesso il dispositivo secondo l’invenzione - attraverso mezzi di comunicazione allocati in un dispositivo ausiliario esterno con cui l’elettrodomestico stesso à ̈ in grado di scambiare informazioni in maniera monodirezionale attraverso il proprio cavo di alimentazione;

- la figura 3d mostra lo schema a blocchi di un elettrodomestico tradizionale, non in grado di comunicare, i cui consumi sono monitorati mediante un dispositivo ausiliario esterno dotato di mezzi di misura e di un nodo di comunicazione verso la rete locale, cui à ̈ connesso il dispositivo secondo l’invenzione;

- la figura 3e esemplifica altri possibili dispositivi o sistemi domestici che possono svolgere la funzione di sensori di vitalità dell'utente secondo l'invenzione;

- la figura 4a descrive una possibile modalità di invio di dati da un elettrodomestico ad un dispositivo ausiliario del tipo mostrato in figura 3b o 3c;

- la figura 4b mostra forme d’onda associate alla figura 4a;

- la figura 4c descrive una possibile modalità di invio di dati una un dispositivo ausiliario del tipo mostrato in figura 3b ad un elettrodomestico; e

- la figura 5 rappresenta un diagramma di flusso che descrive le funzionalità di base di un dispositivo per il monitoraggio dello stato di vitalità dell'utente secondo l'invenzione.

Descrizione di forme di attuazione 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 mostrati o descritti 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 à ̈ 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 combinati 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.

Nella figura 1 à ̈ rappresentato un sistema di tele-medicina (telemedicine) e/o teleassistenza (telecare) 30 in accordo ad una possibile attuazione dell’invenzione, contraddistinto dal fatto di disporre, oltre che dei sensori 20 tipici per questo genere di applicazioni – cioà ̈ sensori ambientali (temperatura, umidità, rilevatori di gas nocivi, rilevatori di incendio, e così via) e sensori “indossabili†per la misura di parametri vitali dell’utente (percentuale di ossigeno nel sangue, pressione sanguigna, glicemia, pulsazioni cardiache, elettrocardiogramma, temperatura corporea, sensore di caduta, e così via) – anche di un dispositivo 10 per il monitoraggio dello stato di vitalità dell'utente 10 che, secondo l’invenzione, può raccogliere ed elaborare informazioni, provenienti da differenti tipologie di dispositivi elettrici domestici 70, 75-101, 76-102 e 95, riguardanti gli eventi d’interazioni dell’utente con gli stessi.

La comunicazione fra il sistema di tele-assistenza 30 e il dispositivo di monitoraggio 10 può essere qualsiasi, ma in via preferenziale à ̈ basata su radiofrequenza 25 (nel caso dei sensori 20, che sono di tipo indossabile, la radiofrequenza à ̈ obbligatoria) e può utilizzare un qualsiasi protocollo, proprietario o standard. La comunicazione fra il dispositivo di monitoraggio 10 e i vari dispositivi domestici 70, 75-101, 76-102 e 95 avviene tramite rete locale 40 (LAN – Local Area Network) e può impiegare qualsiasi tecnologia di comunicazione (RF, Powerline, wired, ...) e qualsiasi protocollo, proprietario o standard. Il tipo di comunicazione preferenziale associato alla rete locale 40 à ̈, in una forma di attuazione preferita dell’invenzione, basato su radiofrequenza 35 ed impiega un protocollo standard (per esempio Zigbee, WiFi, Homeplug ...). Almeno un dispositivo proprio del sistema 30 à ̈ di preferenza configurato per dialogare con un centro remoto di assistenza, non rappresentato, mediante una rete di comunicazione geografica 45 (WAN – Wide Area Network), qui rappresentata da Internet.

I principali dispositivi domestici, associabili al dispositivo di monitoraggio 10 secondo l’invenzione, possono essere dei seguenti tipi:

a) Elettrodomestici 70, uno dei quali rappresentato in figura 3a, contraddistinti da un sistema di controllo digitale 51 e dotati di un nodo di comunicazione 17, allocato a bordo dell’elettrodomestico stesso e comunicante con il sistema di controllo 51, il nodo 17 essendo utilizzato per connettere l’elettrodomestico 70 alla rete locale 40. Secondo una forma di attuazione preferenziale dell’invenzione, la connessione del nodo 17 alla rete locale 40 à ̈ ipotizzata essere basata su radiofrequenza 35, essendo alla medesima rete connesso con analoga modalità 35 anche il dispositivo 10 svolgente, secondo l’invenzione, la funzione di collettore degli eventi d’interazione dell’utente con l’elettrodomestico 70.

b) Elettrodomestici 75, uno dei quali rappresentato in figura 3b, dotati di sistema di controllo digitale 51 e connessi alla rete locale 40 attraverso la mediazione di un adattatore ausiliario esterno 100, interposto fra il cavo di alimentazione 55 di ciascun prodotto 75 e una sorgente di energia elettrica, qui rappresentata da una normale presa di corrente 59. Nel caso illustrato, la comunicazione fra l’elettrodomestico 75 e l’adattatore 100 à ̈ di tipo bidirezionale ed avviene attraverso il cavo di alimentazione 55 - la cui spina 56 à ̈ connessa alla presa 57 dell’adattatore - secondo la tecnica di comunicazione nota denominata “power modulation†, i cui principi generali sono descritti, ad esempio, nell’articolo “Connecting white goods to a home network at a very low cost†, 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 à ̈ provvisto di una disposizione di ricetrasmissione o transceiver 65, basata su power modulation. La connessione alla rete locale 40 avviene attraverso un nodo di comunicazione 17 dell’adattatore 100, 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 75.

Come rappresentato nella variante di figura 3c, la comunicazione fra un elettrodomestico 75 e il dispositivo adattatore può essere di tipo unidirezionale ed andare dall’elettrodomestico (solo trasmettitore) all’adattatore (solo ricevitore), qui indicato con 101. A tale scopo, il dispositivo adattatore 101 à ̈ provvisto di una disposizione di ricezione o receiver 65, basata su power modulation. Anche in questo caso la connessione alla rete locale 40 avviene attraverso un nodo di comunicazione 17 dell’adattatore 101, 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 75.

c) Elettrodomestici 76, uno dei quali rappresentato in figura 3d, contraddistinti 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 un adattatore ausiliario 102. Tale adattatore 102 à ̈ 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. 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.

d) Sistema d’illuminazione 80 (lighting system), come da figura 3e, provvisto di un relativo sistema di monitoraggio o controllo 81 in grado di comunicare alla rete locale 40, cui à ̈ connesso, gli eventi d’interazioni con l’utente, per esempio l’accensione o lo spegnimento di luci. La connessione alla rete locale 40 avviene attraverso un nodo di comunicazione, analogo a quelli già indicati con 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 il sistema d’illuminazione 80.

e) Scomparti di una cucina 85 (kitchen furniture), come da figura 3e, contraddistinti da un sistema di sensori che rilevano l’apertura e la chiusura dei vari cassetti e sportelli e da un sistema di monitoraggio o controllo 86 in grado di comunicare alla rete locale 40, cui à ̈ connesso, gli eventi d’interazioni con l’utente. La connessione alla rete locale 40 avviene anche in questo caso attraverso un nodo di comunicazione analogo a quelli sopra indicati con 17, basato su radiofrequenza 35, essendo sulla 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 il sistema costituito dai vari scomparti di una cucina 85. f) Altri sistemi 90, come da figura 3e, aventi un sistema di monitoraggio o controllo 91 per rilevare eventi d’interazione con l’utente e comunicarli attraverso la rete locale 40: per esempio rilevatori di presenza, rilevatori di apertura o chiusura di porte, rilevatori dell’uso del televisore, rilevatori dell’uso di piccoli elettrodomestici, dispositivi per il rilevamento di consumi di potenza elettrica di determinati ambienti domestici (cucina, salotto, camera da letto...), eccetera. La connessione alla rete locale 40 avviene sempre attraverso un nodo di comunicazione 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 il sistema costituito da altri sistemi 90.

Lo schema a blocchi del dispositivo 10, preposto al monitoraggio dello stato di vitalità dell'utente secondo l'invenzione, à ̈ rappresentato in figura 2, dove à ̈ 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), 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 un'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 tele-assistenza cui esso à ̈ associato. L’interfaccia utente 13 à ̈ comunque da considerare come opzionale, perché la configurazione del dispositivo 10 può avvenire, sempre secondo l'invenzione, in maniera automatica attraverso l'interfaccia 15 che mette in relazione il microcontrollore 11 con il sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza 30. In tal caso, sarà il sistema di tele-medicina 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, à ̈ 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.

Riguardo alla tecnica di comunicazione denominata "power modulation" di cui si à ̈ accennato sopra in relazione ai dispositivi 75, il suo principio di funzionamento à ̈ descritto dalle figure 4a, 4b e 4c, dove la figura 4a evidenzia la trasmissione dall’elettrodomestico 75 al dispositivo adattatore 100 (o 101), la figura 4b illustra un esempio degli andamenti della tensione di rete ai capi del triac 111 durante la trasmissione dei bit “010110†e la figura 4c mostra schematicamente la modalità di trasmissione dei dati dal dispositivo adattatore 100 all’elettrodomestico 75. In termini molto sintetici, l’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 111, 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 4b). 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 e decodificando dette informazioni con l’ausilio di appositi algoritmi gestiti dal microcontrollore 240. In tal modo l’elettrodomestico 75 può trasmettere 1 bit per ogni ciclo di rete, cioà ̈ 50 o 60 bit/sec rispettivamente per una frequenza di 50 o 60 hertz.

Analogamente, il dispositivo adattatore 100 può trasmettere informazioni verso l’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 à ̈ dell’ordine di 12 V, à ̈ 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 à ̈ effettuata con l’ausilio di due mosfet (non rappresentati 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 à ̈ 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, cioà ̈ un nibble), sia stato applicato il suddetto impulso di tensione. In tal modo il dispositivo ausiliario 100 può trasmettere 1 nibble (mezzo byte) per ogni ciclo di rete, cioà ̈ 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 al testo delle già citate domande di brevetto internazionale WO 02/21664 e WO 2007/045946.

Il più importante beneficio derivante dall’impiego della power modulation à ̈ il fatto che, grazie a questa tecnica, un elettrodomestico digitale 75 può scambiare 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 ausiliario 100 o 101, fa sì che l’elettrodomestico venga liberato, oltre che dal costo del nodo stesso che non à ̈ certo trascurabile, anche dalla necessità di legarsi ad una determinata tecnologia di rete e a un determinato protocollo che, come à ̈ noto, sono soggetti a continui aggiornamenti e non sono quindi compatibili con i bassi costi di manutenzione propri del settore degli elettrodomestici.

La figura 5 descrive infine, attraverso un diagramma di flusso, il funzionamento di base del dispositivo di monitoraggio 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 (real 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 à ̈ 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 à ̈ negativo, il controllo passa al blocco 345 che à ̈ un altro blocco di test che verifica la presenza di eventuali richieste specifiche 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 tele-medicina e/o tele-assistenza, il controllo torna al blocco iniziale 300; altrimenti, il dispositivo 10 invia al sistema 30 le informazioni da questo richieste. Se invece l'esito del test 310 à ̈ 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 à ̈ 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 e/o tele-assistenza 30, e poi si torna 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 effettuata in funzione del sistema di telemedicina e/o tele-assistenza 30, ritorna il controllo al blocco iniziale 300 se il sistema 30 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 à ̈ inviata attraverso il blocco 340 al sistema di tele-medicina e/o tele-assistenza 30 e il controllo torna al blocco iniziale 300.

La presente invenzione riguarda, come già detto, il dispositivo 10 di monitoraggio dello stato di vitalità dell'utente, che à ̈ in grado di catturare informazione di primo livello, o di livello inferiore, ossia dati rappresentativi di eventi d'interazione con l'utente che vengono segnalati tempestivamente, nel momento stesso in cui questi eventi si verificano, da dispositivi domestici in grado di svolgere il ruolo di "sensori di vitalità" dell'utente. Questa informazione à ̈ qui definita di “primo livello†o di “livello inferiore†in considerazione del fatto che essa consta di dati semplificati, che non richiedono elaborazioni complesse a livello del dispositivo domestico che li genera e che, e che proprio per questa ragione possono essere messi a disposizione molto rapidamente sulla rete locale 40. Il dispositivo di monitoraggio 10 provvede quindi a memorizzare ed elaborare l’informazione di primo livello, per ottenere un’informazione di secondo livello, o di livello superiore, che à ̈ effettivamente rappresentativa dello stato di vitalità quotidiana dell'utente. Tale informazione à ̈ qui definita di “secondo livello†o di “livello superiore†proprio in quanto frutto di elaborazione dell’analisi dell’informazione di primo livello, ed in particolare ricavata dall'analisi della sequenza temporale dei dati relativi alle interazioni dell’utente con i vari dispositivi domestici. Il dispositivo 10 à ̈ inoltre in grado di interfacciarsi a un dispositivo proprio di un qualsiasi sistema di telemedicina e/o di tele-assistenza 30, fornendo ad esso l’informazione di secondo livello, rappresentativa della vitalità quotidiana dell'utente, e, se da questo richiesto, anche le informazioni di primo livello nel momento in cui queste vengono acquisite dal dispositivo 10 tramite la rete locale 40.

Come visto, in una forma di attuazione della presente invenzione, i dispositivi domestici possono comunicare l’informazione di livello inferiore sulla rete locale 40 – cui à ̈ connesso il dispositivo 10 secondo l’invenzione - attraverso la cosiddetta power modulation, nota da WO 02/21664 e WO 2007/045946, che non introduce alcun costo aggiuntivo sul prodotto elettrodomestico 75, in quanto utilizza la stessa elettronica di controllo già presente al suo interno, e che à ̈ perfettamente idonea per comunicare eventi d'interazione di questo con l'utente nel momento stesso in cui detti eventi si verificano. L’uso della power modulation ha il pregio di non comportare per il sistema di controllo elettronico dell'elettrodomestico 75 nessuna complessità elaborativa, né alcuna risorsa aggiuntiva di memoria, risultando pertanto pienamente compatibile con gli stringenti vincoli di costo propri del settore degli elettrodomestici. La caratteristica fondamentale degli elettrodomestici 75 à ̈, come detto, la loro attitudine ad inviare direttamente sulla rete locale di comunicazione 40 la notifica di ogni evento d’interazione con l’utente nel momento in cui questo si verifica (informazione di livello inferiore), entrando in relazione con il dispositivo 10 che acquisisce la notifica, la memorizza e la elabora per ricavare l’informazione di livello superiore, rappresentativa dello stato di vitalità dell’utente (quali le abitudini comportamentali dell’utente nel tempo) e per segnalare al sistema 30 eventuali anomalie che possano evidenziare un qualche disagio o una qualche situazione di pericolo da parte dell’utente.

Come visto, una forma di attuazione da considerare di per sé oppure combinata alla precedente, associa al dispositivo 10 di monitoraggio dello stato di vitalità dell’utente, l’impiego di dispositivi adattatori 102 - cioà ̈ di dispositivi interposti fra il cavo di alimentazione 55 di un elettrodomestico tradizionale (non comunicante) 76 ed una relativa sorgente di alimentazione elettrica, quale la relativa presa di corrente 59, oppure integrati nella stessa presa di corrente 59, che sono in grado di monitorare gli assorbimenti di corrente e i consumi energetici del relativo elettrodomestico 76 e di comunicare con il dispositivo 10 secondo l’invenzione attraverso la rete locale 40. I dispositivi adattatori 102, che possono essere configurati in modo da poter essere informati sul tipo di elettrodomestico tradizionale ad essi connesso, hanno la capacità di intercettare in maniera indiretta gli eventi d’interazione dell’utente attraverso le variazioni degli assorbimenti di potenza e dei consumi di energia elettrica dell’elettrodomestico, disponendo nella loro memoria delle necessarie informazioni di assorbimento associate ai vari stati di funzionamento dell’elettrodomestico stesso. L’informazione di livello inferiore, così ricavata indirettamente, può allora essere comunicata al dispositivo 10. In tal modo, il ruolo del dispositivo 10 diventa particolarmente utile perché associabile a dispositivi domestici tradizionali già presenti nell’abitazione dell’utente anziano da monitorare ed assistere.

Come si à ̈ visto, infine, un’ulteriore forma di attuazione utilizza - in alternativa o in aggiunta ai dispositivi domestici 70, 75 e 76 che sono comunicanti in maniera diretta o indiretta con la rete locale 40 cui à ̈ connesso il dispositivo 10 secondo l’invenzione – altri sistemi in grado di fornire tempestivamente sulla rete locale 40 l’informazione di livello inferiore, quali ad esempio sistemi d’illuminazione 80, che sono in grado di comunicare sulla rete locale 40 gli eventi di attivazione/disattivazione delle lampade, e/o cucine componibili 85 dotate di un opportuno sistema in grado di rilevare e comunicare sulla rete locale 40 gli eventi di apertura/chiusura di cassetti e/o sportelli, e/o altri sistemi 90 in grado di rilevare e comunicare sulla rete locale 40 possibili interazioni con l’utente, quali sensori di presenza, sensori di apertura/chiusura di porte e finestre, sensori di stato di funzionamento del televisore domestico, sensori in grado di rilevare le variazioni di assorbimento di potenza elettrica di determinate zone dell’abitazione quali cucina, salotto, camera da letto e così via.

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.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo di monitoraggio di un sistema di tele-medicina e/o teleassistenza, il dispositivo di monitoraggio (10) comprendendo: - primi mezzi di comunicazione (17), configurati per acquisire da una rete di comunicazione locale (40) informazione di livello inferiore, rappresentativa di eventi d’interazione di un utente con un dispositivo elettrodomestico (70; 75; 76; 80; 85; 90; 95); - mezzi di elaborazione (11, 12), configurati per elaborare detta informazione di livello inferiore e generare di conseguenza informazione di livello superiore, rappresentativa dello stato di vitalità dell’utente; - secondi mezzi di comunicazione (15), configurati per comunicare ad un dispositivo di tele-medicina e/o tele-assistenza (30) detta informazione di livello superiore.
2. 2. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di elaborazione comprendono un microcontrollore (11) al quale sono operativamente associati mezzi di memoria (12), per memorizzare informazione di livello inferiore riferita ad un determinato periodo temporale.
3. 3. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui i primi mezzi di comunicazione comprendono un nodo di comunicazione (17), in particolare basato su radiofrequenza.
4. 4. Il dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui i secondi mezzi di comunicazione comprendono un’interfaccia di comunicazione (15) per il collegamento del dispositivo di monitoraggio (10) al dispositivo di tele-medicina e/o tele-assistenza (30).
5. 5. Il dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi per la sua configurazione in funzione del dispositivo di telemedicina e/o tele-assistenza (30) cui à ̈ in relazione.
6. 6. Uso di un dispositivo di monitoraggio secondo una o più delle rivendicazioni precedenti in un sistema elettrodomestico che comprende: - una rete di comunicazione locale (40); - almeno un dispositivo elettrodomestico (70; 75; 76; 80; 85; 90; 95); - mezzi (35; 17, 35; 35, 100; 35; 101; 35, 102), per immettere sulla rete di comunicazione locale (40) informazione di livello inferiore, rappresentativa di eventi d’interazione dell’utente con l’almeno un dispositivo elettrodomestico (70; 75; 76; 80; 85; 90; 95); - un dispositivo di tele-medicina e/o tele-assistenza (30), connesso in comunicazione di segnale con una rete di comunicazione geografica (45), il dispositivo di tele-medicina e/o tele-assistenza (30) essendo configurato per trasmettere sulla rete di comunicazione geografica (45) informazione di livello superiore, rappresentativa dello stato di vitalità di un utente e generata sulla base di informazioni di livello inferiore fornite tramite la rete di comunicazione locale (40) dall’almeno un dispositivo elettrodomestico (70; 75; 76; 80; 85; 90; 95); il dispositivo di monitoraggio (10) essendo connesso in comunicazione di segnale con la rete di comunicazione locale (40) e configurato per: - acquisire dalla rete di comunicazione locale (40) l’informazione di livello inferiore, - elaborare l’informazione di livello inferiore, per generare di conseguenza l’informazione di livello superiore; - comunicare al dispositivo di tele-medicina e/o tele-assistenza (30) l’informazione di livello superiore.
7. 7. L’uso secondo la rivendicazione 6, in cui l’almeno un dispositivo elettrodomestico (70) ha un sistema di controllo digitale (51) atto a generare l’informazione di livello inferiore ed un nodo di comunicazione (17) per trasmettere tale informazione sulla rete di comunicazione locale (40).
8. 8. L’uso secondo la rivendicazione 6, in cui - l’almeno un dispositivo elettrodomestico (75) ha un sistema di controllo digitale (51) atto a generare l’informazione di livello inferiore ed una disposizione di comunicazione basata su power modulation (PMA) per trasmettere tale informazione attraverso un cavo di alimentazione (55) del dispositivo elettrodomestico, 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 l’informazione di livello inferiore; e - un nodo di comunicazione (17), per trasmettere l’informazione di livello inferiore sulla rete di comunicazione locale (40).
9. 9. L’uso secondo la rivendicazione 6, in cui - l’almeno un dispositivo elettrodomestico (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 gli assorbimenti istantanei di corrente del dispositivo elettrodomestico (76) e ricavare indirettamente l’informazione di livello inferiore, - un nodo di comunicazione (17), per trasmettere l’informazione di livello inferiore sulla rete locale (40).
10. 10. Un metodo per tele-medicina e/o tele-assistenza in un ambiente domestico, comprendente i passi di: - provvedere un dispositivo di tele-medicina e/o tele-assistenza (30) collegato in comunicazione di segnale con una rete di comunicazione geografica (45); - provvedere almeno un dispositivo elettrodomestico (70, 75, 76, 80, 85, 90; 95); - immettere su una rete di comunicazione locale (40) informazione di livello inferiore, rappresentativa di eventi d’interazione di un utente con l’almeno un dispositivo elettrodomestico (70, 75, 76, 80, 85, 90; 95); e - provvedere un dispositivo di monitoraggio secondo una più delle rivendicazioni da 1 a 5, per - acquisire dalla rete di comunicazione locale (40) l’informazione di livello inferiore, - elaborare l’informazione di livello inferiore, per generare di conseguenza informazione di livello superiore, rappresentativa dello stato di vitalità dell’utente; - comunicare al dispositivo di tele-medicina e/o tele-assistenza (30) l’informazione di livello superiore;
11. 11. Il metodo secondo la rivendicazione 10, in cui il dispositivo di monitoraggio (10) memorizza l’informazione di livello inferiore per aggiornare un profilo di vitalità dell’utente.
12. 12. Il metodo secondo la rivendicazione 10 o la rivendicazione 11, comprendente inoltre l’operazione di configurare il dispositivo di monitoraggio (10) in funzione del dispositivo di tele-medicina e/o tele-assistenza (30).
13. 13. Il metodo secondo la rivendicazione 10 o la rivendicazione 11, in cui un sistema di controllo digitale (51) dell’almeno un dispositivo elettrodomestico (70) genera l’informazione di livello inferiore e la trasmette sulla rete di comunicazione locale (40).
14. 14. Il metodo secondo la rivendicazione 10 o la rivendicazione 11, in cui un sistema di controllo digitale (51) dell’almeno un dispositivo elettrodomestico (75) genera l’informazione di livello inferiore e la trasmette su di un proprio cavo di alimentazione (55) mediante la tecnica di comunicazione power modulation, ed in cui il metodo comprende inoltre il passo di provvedere un adattatore esterno (100; 101), interposto fra il detto cavo di alimentazione (55) ed una sorgente di energia elettrica (59), che riceve detta informazione di livello inferiore e la trasmette sulla rete locale (40).
15. 15. Il metodo secondo la rivendicazione 10 o la rivendicazione 11, comprendente inoltre il passo di provvedere un adattatore esterno (102), interposto fra un cavo di alimentazione (55) dell’almeno un dispositivo elettrodomestico (76) ed una sorgente di energia elettrica (59), in cui l’adattatore esterno (102) provvede a: - misurare i consumi di energia elettrica e gli assorbimenti istantanei di corrente del detto dispositivo elettrico (76); - ricavare informazione di livello inferiore in base ai valori di consumo e/o assorbimento misurati, e - trasmettere detta informazione di livello inferiore sulla rete locale (40).