Informatipico - Agosto 2008 - Numero 5 Terza Serie
Nel corso degli ultimi decenni una delle sfide più avvincenti è stata quella di trovare i metodi migliori per ottenere un collegamento automatico tra il mondo fisico e il mondo dei sistemi informativi. Si tratta di applicazioni che hanno il fondamentale vantaggio di superare la necessità di stabilire un contatto fisico o visivo tra l’oggetto e il dispositivo di rilevazione, richiedendo invece una semplice lettura radio che può essere anche completamente automatizzata.
L’esperto dello sviluppo di servizi basati sulle applicazioni della sensoristica diffusa progetta e sviluppa servizi che si avvalgono di oggetti che contengono sensori (ad esempio, sensori di temperatura, di luminosità , di umidità , di condizioni atmosferiche, di qualità dell’aria o di traffico).
Si parla di "sensoristica diffusa" perché vengono utilizzati molti sensori (diffusi in un ambiente) ed è necessario farli comunicare fra loro.
Questi sensori hanno una confezione (package) che resiste a temperature e pressioni notevoli. All’interno vi è il mote, un microcontrollore (un piccolo computer) ed un transceiver (la parte che è in grado di emettere e di registrare una frequenza radio, quindi di comunicare con un altro mote tramite un segnale radio). Al mote si attaccano i sensori.
Vengono utilizzati i mote per ridurre i costi legati al cablaggio (i fili per la trasmissione di informazioni), così come quelli per la manutenzione dei cavi che altrimenti servirebbero a trasmettere i dati. Questi mote, infatti, comunicano in radiofrequenza e costano molto poco (5-6 dollari), per cui se ne utilizza uno vicino ad ogni sensore.
"Parlano" tra di loro e poi comunicano ad una centrale che si chiama centro servizi.
Esempio 1.
Si deve realizzare un servizio di controllo del traffico. Come prima azione viene scelto il tipo di sensore più adeguato, in questo caso sensori magneto-resistivi (che sentono il passaggio di ferro). Si possono mettere sotto l’asfalto, percepiscono il passaggio di una macchina ed a quale velocità si sta muovendo; inoltre sono in grado di fare una classificazione di massima sul tipo e sulla grandezza del veicolo (auto o camion o autobus).
Le pile di questi sensori durano tre-quattro anni.
Esempio 2.
Esistono mote ancora più piccoli (detti "smart dust", polvere intelligente), usati molto nelle applicazioni militari e della dimensione di qualche millimetro cubo ciascuno. Contengono alcuni sensori molto piccoli, il microcontrollore con un minimo di memoria ed il transceiver. Possono essere facilmente applicati anche sul corpo e così, per esempio, aiutare a monitorare le condizioni di salute di una persona.
Le applicazioni che il professionista dovrĂ sviluppare sono molto diverse nei due casi: nel secondo il sistema deve essere in grado di fare operazioni quali il controllo della frequenza cardiaca e, nel caso sia alta, verificare che la persona non stia correndo (il che renderebbe non significativo il dato).
Chi sviluppa servizi che utilizzano sensori opera fra chi sviluppa l’hardware, cioè il sensore (ad esempio Honeywell) e chi lo installa.
Ecco uno dei tanti problemi possibili che è necessario risolvere: il sensore spesso deve durare anni (si pensi a quelli posti sotto il manto stradale), quindi deve consumare poca energia. Invece che trasmettere sempre il dato “è passata una macchina”, conviene, dal punto di vista del risparmio energetico, che ci sia un programma software che esegua delle operazioni, come contare, e poi invii solo le informazioni che servono (numero di macchine transitate, eventuale passaggio di auto che viaggiano oltre i limiti di velocità , la velocità media, e così via). Il professionista che si occupa delle applicazioni della sensoristica diffusa (reti di sensori) deve saper scrivere questi programmi.
I mote sono prodotti soprattutto da aziende nord americane come la Crossbow, la Ember o la Honeywell (che sviluppa i sensori) o ancora la Dust Network.
In Italia vi sono alcune piccole aziende che si sono affacciate su questo settore, quali la BM Group e 4-nocks.
Di solito il lavoro non parte dalla richiesta esplicita di un cliente. Il cliente ipotetico (quello che poi commercializzerà il servizio) è l’impresa per la quale il professionista lavora, ma ciò non determina di per sé gli obiettivi da raggiungere.
La ricerca prende spunto dalle opportunità offerte dalla tecnologia e, parallelamente, dall’individuazione di un bisogno al quale il nuovo servizio potrebbe rispondere. In questo modo si identifica anche un potenziale cliente finale, come la Pubblica Amministrazione nel caso di applicazioni per il controllo del traffico, oppure la Sanità nel caso delle applicazioni per la medicina.
L’impresa di telecomunicazioni (per la quale lavora il professionista) potrà vendere questi servizi ai clienti interessati, così come, nel caso di grandi gestori, “offrire” l’utilizzo della rete per la trasmissione delle informazioni (e quindi trarre business non solo dalla progettazione e realizzazione, ma anche dalla gestione del servizio una volta attivato).
Esiste dunque una forte connessione fra gli aspetti di ricerca e sviluppo e quelli commerciali. Ciò significa, per il professionista, collaborare con il Settore Marketing, nel caso di grandi imprese, o mantenere una attenzione costante alle possibilità di utilizzo (e quindi di commercializzazione) delle idee sviluppate, nel caso di piccole imprese.
Da questo punto di vista è fondamentale l’utilizzo di Internet come aggiornamento su "cosa fanno gli altri", per studiare eventuali ricerche di mercato ed articoli scientifici attinenti.
L’esperto dello sviluppo di questo tipo di servizi si occupa non solo di pensare e realizzare le applicazioni di particolari manufatti tecnologici, ma anche, prima, di sviluppare la piattaforma (il software generico che gestisce le reti di sensori).
Esempio.
Per la comunicazione radio fanno parte della piattaforma le soluzioni che permettono ai mote di “parlare” con un centro servizi, così come il fatto che il centro servizi debba conoscere lo stato di ogni nodo.
E’ invece specifico dell’applicazione, nel caso del controllo del traffico, il modo in cui viene calcolata la velocità dell’automobile a partire dalle informazioni relative alla massa di ferro che passa sull’asfalto.
Il lavoro si svolge sempre in equìpe, la quale è composta in genere da almeno due-quattro persone, di solito professionisti con formazione iniziale simile. Tutti posseggono competenze di sviluppo software,ma sono specializzati su aspetti diversi: alcuni sono esperti di sensori (ne scelgono il tipo a seconda dell’obiettivo), altri sono di hardware (se il bisogno è che il sensore stia in una piastra di 5 cmq, progettano questa piastra). Infine uno o più professionisti devono sviluppare gli algoritmi, cioè l’applicazione per il mote e quella per il centro servizi. La specializzazione avviene di solito con il procedere dell’esperienza lavorativa.