Il mondo in cui vivremo fra cinque o dieci anni si sta già preparando nei laboratori delle università e nei centri di ricerca più avanzati. Sarà un mondo di oggetti connessi, in cui l’intelligenza artificiale giocherà un ruolo determinante. Soprattutto, a dominare la scena sarà l’integrazione fra varie discipline e settori che fino a pochi anni fa sembravano a sé stanti: AI, Internet of things, Big data, Cloud. Abbiamo raccolto alcune fra le novità più interessanti e curiose, a metà fra gadget per la smart home e wearable, e veri e propri strumenti elettromedicali.
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Il water-laboratorio di analisi
Analizzare le feci è un mezzo importante per prevenire e diagnosticare i disturbi gastrointestinali, ma il tabù che da sempre circonda l’argomento rendeva ardua questa sfida, stando a uno studio pubblicato sul British Journal nel 2014. Finalmente, i ricercatori dell’Università di Stanford hanno sviluppato un prototipo di toilette che utilizza una fotocamera basata su intelligenza artificiale, che traccia la forma delle feci e monitora il colore e il flusso dell’urina. Un dispositivo “lab-on-a-chip” incorporato nel water analizza micro-campioni di materiale alla ricerca di virus come il Covid-19 e di tracce di sangue. Questa sorta di “diario digitale” può essere di aiuto nel mantenersi in salute effettuando diagnosi precoce e non invasiva di malattie come la sindrome del colon irritabile o il cancro del colon retto.
Una app permette all’utente di tracciare i parametri legati alla salute. La toilette può identificare i diversi utenti dalle caratteristiche uniche di ciascuno, una sorta di “impronta anale”. I ricercatori, guidati dal dott. Seung-min Park, hanno siglato un accordo con la Izen, produttore coreano di sanitari per bagni, per la fabbricazione dello smart water, che dovrebbe costare fra i 300 e 1.000 dollari.
Alcuni scienziati della Duke University hanno sviluppato una toilette che raccoglie e analizza i rifiuti, dopo che questi sono stati sciacquati via. Il sistema, che utilizza una fotocamera basata su AI e sensori biochimici, è più complesso da installare rispetto al precedente, ma protegge la privacy dell’utente, consentendo al tempo stesso alle autorità di monitorare le acque di scarico per virus patogeni come il Covid-19 a livello di edificio o di isolato. Questo genere di toilette potrebbe essere pronto in un paio di anni.
AI e nasi elettronici
I nasi elettronici che utilizzano l’AI possono essere utilizzati in ambito domestico sia per la sicurezza, sia per assaggiare i cibi. Così come possono essere istruiti a riconoscere le parole in una sentenza, gli algoritmi possono essere allenati per identificare e quantificare gli odori in un ambiente complesso di sensori, sostiene Ashok Prabhu Masilamani, fondatore di Stratuscent, azienda hi-tech con sede a Montreal. La Stratuscent ha lanciato lo scorso anno un chip in grado di identificare e catalogare fumi tossici e agenti chimici volatili negli spazi chiusi. In un prossimo futuro, questi nasi elettronici potranno essere inseriti nel sistema di ventilazione smart home o in un purificatore d’aria, per migliorare la qualità dell’aria respirata sulla base di un monitoraggio in tempo reale.
I nasi elettronici possono essere integrati anche nei frigoriferi smart per identificare i primi segni di cibi in scadenza. Scienziati della Nanyang Technological University di Singapore hanno sviluppato un codice a barre colorato che reagisce ai gas dei cibi avariati e un altro che utilizza modelli di AI per predire la freschezza dei cibi, come riporta uno studio pubblicato sull’Advanced Materials Journal.
Un robot per recuperare gli oggetti smarriti
Alcuni scienziati stanno lavorando per mettere fine allo smarrimento di chiavi, telecomandi del televisore e altri oggetti. Ricercatori del Signal Research Group del MIT hanno infatti sviluppato un robot che utilizza l’AI e tecnologie wireless per trovare oggetti nascosti.
Per individuare un portafoglio tra i cuscini di un divano, per esempio, un robot munito di un braccio invia onde radio a un tag RFID stampato sull’oggetto. Esso analizza quindi i segnali elettromagnetici per calcolare la distanza dall’obiettivo, utilizzando una camera incorporata per “navigare” sul divano e alzare i cuscini fino a “vedere” il portafoglio e afferrarlo. Un algoritmo aiuta il robot ad adattare il proprio frugare e afferrare al cambiamento di oggetti e di ambienti.
La versione più recente del robot vanta una percentuale di successo del 96% nel trovare e afferrare un oggetto in un ambiente di laboratorio, compresi vestiti e oggetti domestici. In futuro, questo aiuto casalingo potrà anche recuperare una chiave o un giravite da una scatola portattrezzi e aiutare un essere umano, per esempio, ad assemblare un mobile. I ricercatori stimano di riuscire a costruire un robot disponibile per il mercato consumer in un tempo variabile da cinque a dieci anni, a un costo compreso fra 500 e 1.000 dollari.
Video: MIT – Robot in grado di identificare un oggetto munito di Tag RFID, di selezionarlo fra altri oggetti e di afferrarlo
Scarpe intelligenti grazie all’AI
Le scarpe intelligenti possono fornire un aiuto nell’identificare i segni precoci di disordini motori o migliorare le prestazioni atletiche dei corridori. Solette delle scarpe che analizzano i passi e tengono traccia dei passi esistono già, ma non sono strumenti molto precisi, secondo quanto afferma Damiano Zanotto, direttore del Wearable Robotic Systems Lab allo Stevens Institute of Technology. Zanotto e il suo team hanno sviluppato SportSole, un nuovo sistema che utilizza modelli di AI per analizzare i dati forniti dai sensori inseriti nelle scarpe e misurare in modo accurato la velocità e la lunghezza di un passo in tempo reale. I corridori che usano le solette SportSole ricevono feedback in tempo reale sulle loro tecniche e possono comparare le loro performance con quelle degli atleti top. Zanotto pensa di rendere disponibile il prodotto ai consumatori entro la metà del 2023.
Un sistema come SportSole può aiutare anche a diagnosticare disturbi neurologici che affliggono le funzioni motorie, quantificare l’efficacia di trattamenti medicali, ridurre il rischio di cadute accidentali. Tale tecnologia è usata correntemente dai ricercatori delle università di Stanford e Columbia per il controllo dei bambini con disordini motori e presto sarà usata al Medical Branch dell’Università del Texas di Galveston come coadiuvante nella terapia fisica dei pazienti long-Covid.
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