Nel mondo dei dispositivi indossabili, l’evoluzione delle tecnologie per i sensori microelettronici e l’Intelligenza Artificiale spianano la strada a sistemi economici ma accurarti e precisi, adatti anche a un uso medico.
Ormai i dispositivi indossabili (wearables) sono una concreta realtà di mercato. Braccialetti intelligenti, auricolari smart, fasce toraciche o magliette capaci di rilevare i parametri vitali di chi li indossa stanno alimentando un mercato che dovrebbe raggiungere il valore globale di 97, 9 miliardi di dollari entro i prossimi 5 anni, con un tasso composto annuo di crescita dell’11,2%. C’è addirittura chi dice che saranno gli indossabili a trainare il settore dell’elettronica di consumo, visto che ormai i telefonini hanno raggiunto la maturità e stanno fortemente rallentando la loro corsa. Sono due le applicazioni principali alla base di questo successo: il fitness e la cura della salute. All’inizio sono stati gli atleti, più o meno professionisti, ad utilizzare orologi smart per tenere sotto controllo le distanze percorse, le calorie bruciate o cose del genere. L’evoluzione è stata rapidissima e la pandemia ha avuto un ruolo importante. Così è nata l’esigenza di valutare le pulsazioni, il livello di saturazione di ossigeno o più semplicemente la qualità del sonno.
Indossabili: oggetti consumer o da ambulatorio medico?
Certo, nella maggior parte dei casi si trattava di misure non del tutto precise: adatte a fornire informazioni generiche al consumatore attento alla sua salute ma del tutto insufficienti per utilizzo medico diagnostico. Oggi non è più così. I dispositivi indossabili stanno entrando a vele spiegate negli ambulatori e nei gabinetti medici. Per esempio, con i sensori utilizzati per monitorare con continuità il tasso di glucosio dei pazienti diabetici, in modo discreto e abbastanza non invasivo. Un altro esempio sono i cerotti applicati dagli ospedali sul corpo di pazienti dimessi ma che devono essere seguiti remotamente, con continuità, per valutare a distanza l’andamento dello stato di salute. Attualmente, i dispositivi indossabili con caratteristiche adeguate ad un utilizzo medico professionale rappresentano il 20% circa del fatturato globale di questo tipo di sistemi. Le linee di demarcazione tra le applicazioni consumer e quelle più “serie” stanno diventando molto meno nette. Lo sviluppo di piattaforme biosensoriali integrate in apparecchiature vendute sugli scaffali dei negozi di elettronica è rapidissimo e permette di raggiungere livelli di precisione di tutto rispetto. La battaglia tra chi storicamente proviene dal settore medicale e chi invece ha esperienza in gadget e telefonini si prospetta dura. Oggi Apple da sola occupa una quota di mercato del 39% nel mercato totale dei sistemi elettronici indossabili, consumer e medicali.
Sensori con caratteristiche innovative
Quali sono le caratteristiche che sono richieste dal mercato e permettono di puntare al successo? I braccialetti della prima generazione sostanzialmente misuravano il numero di passi e poco più. Ora si richiedono analisi ben più complicate come il livello di stress o addirittura il monitoraggio dello stato emotivo. Servono quindi sensori complessi. Non di tipo esclusivamente inerziale (accelerometri o giroscopi, per intenderci) ma anche ottici, audio o rilevatori di bio-impedenza e bio-potenziale. Componenti di nuovo tipo che rappresentano un mix di elettronica e biologia e che dovrebbero presto raggiungere (da zero!) un fatturato esplosivo: addirittura 1,3 miliardi nel 2025, secondo la società di ricerche di mercato Yole Développement. Per un oggetto in grado di misurare la qualità del sonno, e le eventuali apnee notturne, serve un sensore ossimetrico per la saturazione dell’ossigeno. Cioè un modulo PPG (fotopletismografico) con LED a luce rossa, LED a infrarosso e fotodiodi; ben diverso (e molto più complicato) dei PPG con LED a luce verde normalmente impiegati per il battito cardiaco.
Tanta innovazione hardware associata ad algoritmi intelligenti
Le sfide da affrontare sono molte e complesse. Bisogna tener conto delle fluttuazioni della misura dovute all’inevitabile movimento tra la pelle del soggetto sotto osservazione e il sensore, della stabilità del contatto e dell’eventuale interferenza causata da fonti luminose esterne. Magari si possono usare sensori inerziali che aggiungono informazioni sui (micro)spostamenti tra il misuratore e l’oggetto da misurare. Ma, soprattutto, serve un software adeguato che analizzi tutti i dati raccolti, impari dall’esperienza passata e sappia trarne delle conclusioni. E qui, ovviamente, entrano in ballo le tecniche di deep learning e intelligenza artificiale.
Il ruolo dei colossi dell’elettronica di consumo nel settore degli indossabili
Le potenziali applicazioni sono infinite. Si potrà pensare a un orologio che analizza il sudore dell’atleta, in tempo reale, utilizzando metodi di spettroscopia a raggi infrarossi. O rilevatori del tasso di glucosio veramente non invasivi. Tutte funzionalità che richiedono tanto hardware, ma soprattutto tantissimo software e intelligenza artificiale. Insomma, tanti soldi da spendere in R&S. E forse in questo saranno avvantaggi i colossi dell’industria consumer. Dopotutto Apple ha già il 39% del mercato degli indossabili, seguita da Samsung al 7% e Xiaomi al 6%. Chi più di loro ha le spalle sufficientemente larghe (e le conoscenze, e la tecnologia, e l’apparato di marketing) per proporre indossabili che non servano solo “per giocare” ma siano adatti a tenere davvero sotto controllo la salute?
Attualmente, i dispositivi indossabili con caratteristiche adeguate ad un utilizzo medico professionale rappresentano il 20% circa del fatturato globale di questo tipo di sistemi.
