Presentazione tenuta il 28/10/2014 da Fulvio Corno presso il workshop "La rivoluzione dell’Internet of Things: come cambia domotica" del congresso Home and Building 2014.

1. Approcci ed applicazioni per l’Ambient Intelligence
Fulvio Corno – fulvio.corno@polito.it
Politecnico di Torino Dipartimento di Automatica e Informatica
e-Lite Research Group
http://elite.polito.it
La rivoluzione dell’Internet of Things: come cambia la domotica

2. Agenda
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Ambient Intelligence
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Dalla domotica all’IoT
E gli utenti?
Ambient Intelligence
Un’esperienza sperimentale
Conclusioni

3. Domini tecnologici a confronto
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Ambient Intelligence
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Automazione / Home Automation / Building Automation
Domotica / Smart Home / Smart Building
Smart Devices / Ubiquitous / Wearable
Mobile Devices
Cloud computing
Internet / Connectivity
Internet of Things

4. Domini tecnologici a confronto
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Ambient Intelligence
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Automazione / Home Automation / Building Automation
Domotica / Smart Home / Smart Building
Smart Devices / Ubiquitous / Wearable
Mobile Devices
Cloud computing
Internet / Connectivity
Internet of Things
Integrazione
Integrazione

5. Domotica vs IoT
Domotica / SH / SB
Internet of Things
Architettura
Impianto strutturato gerarchicamente
Dispositivi indipendenti e individuali
Intelligenza
Dispositivi stupidi
Dispositivi intelligenti
Industria
Impiantistica elettica
Informatica/elettronica
Modello operativo
Verticale e controllato
Isolato e indipendente (ma a parole orizzontale e aperto)
Dispositivi
Ampio mercato
Prototipi e primi prodotti
Connettività
Mediata dal sistema
Diretta per ciascun dispositivo
Campi applicativi
Tutti (auspicati)
Tutti (auspicati)
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Ambient Intelligence
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6. Conquistare l’utente di IoT
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Ambient Intelligence
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Smart Home
Impianti e componenti elettrici
Elettronica di consumo
Informatica
Telecomunicazioni
Impianti di automazione
Sistemi di sorveglianza
Elettrodomestici intelligenti
Servizi on- line
Controllare il mercato delle Smart Home e dell’IoT fa gola ai produttori di …
Possiamo parlarne?

7. Anche se…
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Ambient Intelligence
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RS-485
Home
Automation
Building Automation
Informatica

8. E l’utente finale?
Sempre più nelle mani dei produttori di tecnologie
Costretto a scegliere standard e protocolli
Non interoperabili
Soggetti ad obsolescenza
Non illudersi dei nuovi standard «universali»
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Ambient Intelligence
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http://xkcd.com/927/

9. Domini tecnologici a confronto
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Ambient Intelligence
9
Automazione / Home Automation / Building Automation
Domotica / Smart Home / Smart Building
Smart Devices / Ubiquitous / Wearable
Mobile Devices
Cloud computing
Internet / Connectivity
Internet of Things
IoT Applications
(IoT) Users

10. E la ricerca?
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Ambient Intelligence
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Automazione / Home Automation / Building Automation
Domotica / Smart Home / Smart Building
Smart Devices / Ubiquitous / Wearable
Mobile Devices
Cloud computing
Internet / Connectivity
Internet of Things
IoT Applications
(IoT) Users

11. Aree di ricerca
“An Ambient Intelligence system is a digital environment that proactively, but sensibly, supports people in their daily lives”
“An Intelligent Environment is one in which the actions of numerous networked controllers (controlling different aspects of an environment) is orchestrated by self-programming pre-emptive processes (e.g., intelligent software agents) in such a way to create an interactive holistic functionality that enhances occupants experiences.”
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Ambient Intelligence
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12. Ambient Intelligence è più che Domotica
AmI
Sensitive
Responsive
Adaptive
Transparent
Ubiquitous
Intelligent
Ambient Intelligence
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13. Il ciclo di vita
Sensing
Reasoning
Acting
Interacting
Ambient Intelligence
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14. Sensing
Sensing
Reasoning
Acting
Interacting
Ambient Intelligence
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15. Sensing (ambiente)
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16. Sensing (persona, wearable)
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http://www.notchdevice.com/
Inside clothes
Haptic Feedback
Movement capture
Metria™ Informed Health 3-axis accelerometer, Galvanic Skin Response, 2 temperature sensors (body, skin)
Self-tracking
Steps, calories, sleep, distance, …

17. Dati dei sensori
Enormi
Rumorosi
Campioni mancanti
Misure eterogenee
Tempo- & spazio- dipendenti
Grezzi vs. elaborati
“Making sense of data”
Stream data processing
Signal processing algorithms
Sensor fusion
Big data handling
Filtering, disambiguation, interpretation
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18. Reasoning
Sensing
Reasoning
Acting
Interacting
Ambient Intelligence
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19. Reasoning
Necessario per fornire adattabilità e risposte proattive
Altrimenti è “semplice automazione”
Interpretazione e riconoscimento del contesto e delle attività
Modellazione di utenti e di contesto
Riconoscimento e predizione di attività
Decision making
Attuazione vs. suggerimento
Centralizzato o distribuito?
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Ambient Intelligence
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20. Acting
Sensing
Reasoning
Acting
Interacting
Ambient Intelligence
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21. Acting
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Ambient Intelligence
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22. Interacting
Sensing
Reasoning
Acting
Interacting
Ambient Intelligence
Verona, 28/10/2014
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23. Interacting with users
 Interfacce utente tradizionali
 Web, mobile
 Integrate con l’impiantistica civile
 Natural user interfaces
 Voce, gesti, movimenti corpo, emozioni,
espressione del viso, attenzione, …
 L’interazione scavalca i dispositivi ICT
(“disappearing computer”)
 Dovrebbe essere l’aspetto più importante,
ma…
23 Ambient Intelligence Verona, 28/10/2014

24. Non corriamo con le tecnologie
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Ambient Intelligence
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http://radar.oreilly.com/2014/05/most-of-what-we- need-for-smart-cities-already-exists.html
http://radar.oreilly.com/2014/04/ioth-the-internet-of- things-and-humans.html

25. Un’esperienza concreta
Politecnico di Torino
Nuovo insegnamento a.a. 2013/2014
Ambient Intelligence: Technology and Design
6 crediti opzionali, terzo anno Ingegneria, lingua Inglese
Docenti:
F. Corno, D. Bonino, L. De Russis
Studenti:
Informatica, Elettronica, Elettrica, Design, Meccanica, …
Molti stranieri
Ambient Intelligence
http://bit.ly/polito-ami
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26. Info, materiale, lezioni
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Ambient Intelligence
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http://bit.ly/polito-ami
http://www.youtube.com/playlist?list=PLqRTLlwsxDL- ikzLwzQIS_R2YojZMvmJW

27. Caratteristiche del corso
Didattica fortemente sperimentale
Laboratorio
Progetti di gruppo (= esame)
Hardware + Software
Metodologia di progettazione
Feature-driven
Technology neutral
Strumenti e protocolli aperti
Mix e convivenza di componenti OTS e componenti custom
Ambient Intelligence
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28. Architetture aperte, orizzontali
Ambient Intelligence
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29. The Dog Gateway http://dog-gateway.github.io/
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Ambient Intelligence
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D
D
D
D
D
D
D
D
Domotic devices (switches, buttons, relays, sensors, meters, …)
Domotic bus (wired, wireless)
GW
Bus-to-IP gateway
Bus-to-serial gateway
GW
Ethernet, Wi-Fi, USB
User Interface
Mobile, Web, Home Display, Multi Touch, Accessibility, Natural language, …
Data analysis
ERP, Web services, Stream processors, Datawarehouse
Dog Bundles
Device abstraction, Event abstraction, State abstraction, Rules engine, …
User Interface
User
Interface
Smart
Appliance

30. The Dog Gateway
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Ambient Intelligence
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http://dog-gateway.github.io/

31. Kit di laboratorio (scorcio)
Ambient Intelligence
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32. Risultati
Verona, 28/10/2014
Ambient Intelligence
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33. Risultati
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Ambient Intelligence
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10 progetti
Domini applicativi diversi
Approccio multi disciplinare
Creatività, entusiamo, tecnologia
Dall’idea al prototipo funzionante
Coinvol- gimento utenti

34. Student’s showcase @ I3P
Ambient Intelligence
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35. Student’s showcase @ I3P
Ambient Intelligence
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36. Ambient Intelligence?
Sensitive
Responsive
Adaptive
Transparent
Ubiquitous
Intelligent
Smart Pet Feeder
★
★
★
Door On Phone
★★
★★
★
★★★
★★★
★★
SétApp
★★
★★
★
★★
★
Smart Butler
★
★★
★★
★★
★★
Smart Gardener
★★★
★★
★★
★★
★
★★
Smart Raise Your Hand
★★
★
★
★★★
★★★
★★
Smart Notifications
★★
★★★
★★★
★★★
★★
★★
Treasure Hunting
★
★★
★
★
★★★
★
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37. Conclusioni
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Ambient Intelligence
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Pensare “orizzontale”, mai “verticale”
Pensare all’utente, non alla tecnologia
Né alle legacy, né alle mode
Infrastrutture aperte ed interoperabili per supportare
Dispositivi del futuro
Applicazioni future
Valorizzare i dati raccolti e gestiti

38. For further information
Verona, 28/10/2014
Ambient Intelligence
38
Research group
http://elite.polito.it
Publications
http://elite.polito.it/index.php/research/publications
Ambient Intelligence course
http://bit.ly/polito-ami
Students projects
http://ami-2014.github.io/
Dog2 gateway
http://dog-gateway.github.io/
Contact
fulvio.corno@polito.it
+39 011 090 7053

39. Licenza d’uso
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Ambient Intelligence
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Questa presentazione è rilasciate con la licenza Creative Commons “Attribuzione-Non commerciale-Condividi allo stesso modo 2.5 Italia”
Siete liberi di riprodurre e modificare quest’opera, per scopi non commerciali, e citando la fonte. Eventuali versioni modificate dovranno essere rilasciate con la stessa licenza
Testo completo della licenza:
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/it/

40. Visione «verticale» dei produttori
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Ambient Intelligence
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D
D
D
D
Applicazione
Dispositivi
•Tecnologie dei sensori
•Protocolli di comunicazione
•Scala (locale, geografica)
•Numero di dispositivi
•Frequenze di campionamento
•Sicurezza / autenticazione
•Tipologia dei dati
•Unidirezionale o bidirezionale
•Codifica dei dati
•Polling / Pushing
Infrastruttura
•Sensori ambientali (temperatura, umidità, CO2, inquinanti, illuminazione, vento, …)
•Sensori utente (presenza, movimento, accessi, …)
•Misuratori energetici (energia e potenza elettriche, consumi gas e acqua, …)
•Attuatori (relais, elettrovalvole, motorizzazioni, segnalatori, …)
•Sistemi di automazione
•Tipologie di interconnessione
•Cruscotti (osservazione, monitoraggio, …)
•Dati storici (memorizzazione, consolidamento, consultazione, …)
•Allarmi (anomalie, superamento soglie, …)
•Controllo remoto (comando attuatori, dis/attivazione azioni, modifica set-point, …)
•Tendenze (analisi su dati storici, analisi su dati in tempo reale)
•Elaborazioni in tempo reale (calcolo grandezze derivate, sensori virtuali, …)
•Intelligenza ambientale (comfort, risparmio energetico, applicazione scenari, adattamento dinamico, …)
•Integrazione con sistemi informativi

41. Nel mondo reale…
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Ambient Intelligence
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D
D
D
D
Dispositivi
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Applicazione
D
Wired
Wireless
Custom-made
Appliance
Internet
Infrastruttura

42. E allora?
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D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Applicazione

43. Una lingua franca
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D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Rappresentazione neutrale

44. Architetture orizzontali e aperte
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D
D
D
D
D
D
D
D
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D
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Rappresentazione neutrale
Funzionalità di base
API
Driver di interfacciamento ai protocolli
Scambio dati
Elaborazione real time
Scenari
Intelligenza
Intelligenza
Servizi/agenti applicativi