A livello mondiale, i costi della sanità crescono con l'incremento dell'età della popolazione. La proporzione delle persone in tutto il mondo dai 65 anni in su è destinata a raddoppiare nei prossimi 25 anni, da poco più del 7% attuale al 15%. Nel mondo sviluppato, tale crescita sarà ancora superiore dato che l'aspettativa di vita media è anch'essa più elevata. Sebbene le persone vivranno più a lungo, molte di esse saranno affette da patologie croniche che richiedono cure e visite regolari. Il risultato, molto probabilmente, sarà un'impennata dei costi della sanità, tanto quella finanziata dalle imposte di stato che quella fornita dalle assicurazioni. Una problematica cruciale è costituita dalla quantità di tempo che le persone dovranno trascorrere in ospedale dopo un trattamento a scopo di osservazione prima di ulteriori cure o per decidere se lo stato di salute è sufficientemente buono per la dimissione. I costi delle cure ospedaliere sono molto più alti rispetto a quelli da sostenere se il paziente può rimanere a casa propria e ricevere una serie di brevi visite da un paramedico o da un dottore. Tuttavia non sempre il personale medico appropriato si trova abbastanza vicino da consentire al paziente di recarsi in ambulatorio. Il personale medico specializzato lavora negli ospedali delle città, ma nelle nazioni sviluppate un quarto della popolazione vivrà in aree rurali da cui non sarà agevole intraprendere il viaggio per andare nel luogo della visita medica. Lo stress del viaggio verso un ospedale o un ambulatorio per effettuare la misurazione della frequenza cardiaca, della pressione arteriosa o di altri parametri fisici è affaticante di per sé, il che potrebbe portare a situazioni in cui il paziente riceve un errato livello di trattamento rispetto alle sue condizioni effettive. Se il medico potesse avere valori misurati su un periodo di tempo più lungo, durante le normali attività quotidiane, potrebbe avere un quadro più chiaro della situazione o dei progressi del paziente. In tutto il mondo, i governi si sono resi conto che se alcune condizioni croniche, come il diabete di tipo due o il cancro, potessero essere prevenute, invece che trattate in fase acuta, si otterrebbe un rallentamento della crescita dei costi della sanità.
La soluzione in Internet delle Cose
In entrambi questi casi, la tecnologia dell'informazione, e nello specifico Internet delle cose, si presta a divenire la pietra angolare di questa soluzione. I sensori indossabili e i dispositivi di monitoraggio portatili hanno il potenziale per estendere il raggio di azione del personale medico al quale sarà offerta l'opportunità di reagire più tempestivamente alle variazioni delle condizioni del paziente e di somministrare cure più appropriate. Allo stesso tempo, dato che l'IT può essere utilizzata per segnalare attraverso l'IoT solo cambiamenti importanti sopravvenuti, i costi generali si riducono anche per il fatto che medici e paramedici non devono offrire le loro prestazioni se non sono necessarie. Grazie all'IoT, i sensori vengono posizionati sul corpo del paziente esattamente nei punti in cui sono necessari. Tali sensori sono utilizzati per monitorare segni vitali come la frequenza cardiaca, la pressione arteriosa e la frequenza di respirazione, ad esempio per pazienti che soffrono o hanno sofferto di insufficienza cardiaca congestizia o che sono considerati a rischio di infarto. Se un paziente ha subito una lesione da urto o da caduta o ha problemi di mobilità sfociati in un intervento di sostituzione protesica dell'anca, accelerometri e sensori di movimento simili disposti sul suo corpo possono monitorare se il paziente si sta muovendo bene e lanciare un allarme di emergenza se l'interessato è sofferente o incorre in una caduta. I ricercatori hanno anche notato che in caso di riabilitazione, ottengono un migliore quadro della mobilità effettiva di un paziente se possono determinare la qualità della salita o della discesa dello stesso sulle scale o quando si alza dalla sedia, rispetto alla semplice camminata osservabile in ambulatorio. I dispositivi indossabili IoT si spingono molto oltre il trattamento delle condizioni mediche. Possono aiutare a ridurre possibili lesioni e migliorare il benessere. Le persone che indossano semplici braccialetti da fitness hanno notato che sapere quanti gradini hanno salito in un giorno cambia il loro atteggiamento. Gli orologi da sport dotati di GPS sono già ampiamente diffusi tra gli atleti, sia professionisti che amatoriali. La stessa tecnologia IoT proposta per i sensori medicali può essere utilizzata per prevenire lesioni, ad esempio danni al ginocchio causati da un'errata postura in corsa, grazie all'uso di accelerometri indossati sulle gambe, magari cuciti in un paio di fuseaux. Sensori simili, incorporati in una maglietta intima, potrebbero aiutare a prevenire dolori alla schiena causati da cattive abitudini posturali. In questi casi, programmi di esercizio memorizzati in smartphone o tablet possono fornire consigli interattivi sul modo migliore per sedere o correre e avvisare l'utente se sta ricadendo nei suoi vizi posturali quando perde concentrazione. I sensori usati per la salute non devono necessariamente essere completamente indossabili. Per persone che soffrono di condizioni debilitanti, ad esempio la demenza senile che impedisce loro una vita indipendente, sensori e display disposti in giro per la casa possono essere di aiuto. I sensori rilevano quale tipo di attività l'occupante sta per intraprendere e possono presentare raccomandazioni e ausili sui display mentre deambula per la casa.
Le tecnologie wireless
Il tema unificatore alla base di queste varie applicazioni è quello della fusione di sensori intelligenti. I sensori intelligenti trasmettono dati in modo wireless sulla variazione delle circostanze a un'unità di monitoraggio che acquisisce le informazioni in arrivo e prende delle decisioni sulle azioni da intraprendere. Ad esempio, un improvviso cambio della frequenza cardiaca segnalata da un sensore può corrispondere semplicemente a uno sforzo un po' fuori dalla norma. Ma se questa condizione è accompagnata da difficoltà di respirazione, come segnalato da un altro sensore, l'unità di monitoraggio potrebbe decidere di inviare un allarme a un vicino studio medico tramite connessione con un telefono cellulare. Le tecnologie dei componenti chiave sono basate su microcontroller e sensori a basso consumo energetico che incorporano il supporto wireless o che possono comunicare con dispositivi RF a basso consumo, realizzabili in contenitori molto compatti. Le tecnologie wireless fondamentali per applicazioni indossabili e di domotica intelligente sono Bluetooth Low Energy e ZigBee. Sono entrambe progettate per consumare pochissima energia, un requisito essenziale per dispositivi che gli utenti non vogliono dover ricaricare ogni giorno. Grazie alla sua compatibilità con gli smartphone, la tecnologia Ble presenta notevoli vantaggi tanto per i dispositivi dedicati alla salute, venduti agli utenti a livello di prodotti di consumo, che per quelli più specializzati, orientati al settore medicale. La tecnologia Ble è pienamente supportata da costruttori di componenti come CSR e STMicroelectronics, sia per i sensori che per gli hub di monitoraggio in cui Ble viene spesso abbinata al Wi-Fi, consentendo quindi un facile trasferimento dei dati via Internet. Dalla sua parte, la tecnologia ZigBee può contare su una maggiore portata, il che la rende idonea quando i sensori devono essere integrati in una casa e non solo posizionati sul corpo. Fornitori di microcontrollori come Atmel, Freescale e Texas Instruments hanno sviluppato processori per IoT in grado di gestire stack di protocollo Ble e Zigbee. Questi prodotti sono scalabili grazie al supporto di core a 8 e 32 bit, in funzione della complessità del software necessario a gestire ogni specifico nodo sensore. Gli orientati all'IoT spesso incorporano un supporto a basso consumo specializzato, ad esempio hardware a stato finito che si occupa della maggior parte del lavoro di elaborazione dei dati dei sensori in tempo reale, liberando dal carico il core stesso. Tale tecnica consente al processore di passare la maggior parte del suo tempo in modalità di riposo a bassa energia, risvegliandosi solo quando l'hardware periferico indica che un sensore ha rilevato un improvviso cambiamento di attività o di condizione. Data la preponderante proporzione di tempo in modalità di riposo, spesso superiore al 99%, il consumo totale di energia viene mantenuto al minimo, il che assicura lunghi periodi tra una ricarica e l'altra.
