Tecno

MIT: un dispositivo wireless vede attraverso i muri e rileva la velocità dei passi

Misurando questo segno vitale, il sistema potrebbe aiutare a monitorare e diagnosticare i problemi di salute come: il declino cognitivo e malattie cardiache.

Sappiamo da tempo che la respirazione, la pressione sanguigna, la temperatura corporea e il polso forniscono una finestra importante nella complessità della salute umana. Ma il crescente lavoro della ricerca suggerisce che un altro segno vitale – quanto velocemente si cammina – potrebbe essere un migliore indicatore di problemi di salute come il declino cognitivo e anche di alcune malattie cardiache o polmonari.

Purtroppo, è difficile monitorare con precisione la velocità a piedi in modalità continua e discreta. un gruppo di ricercatori capeggiati dal professor Dina Katabi dell’Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL)  al MIT Massachusetts Institute of Technology – hanno lavorato sul problema, e credono che la risposta stia nel wireless.

In un nuovo documento, la squadra presenta “WiGait”, un dispositivo in grado di misurare la velocità a piedi di più persone con un 95-99 percento di precisione utilizzando segnali wireless. Il sistema è l’aggiornamento di un dispositivo che la squadra di Katabi aveva presentato al Presidente Obama nel 2015.

Il dispositivo ha la dimensione di un piccolo quadro, e può essere posizionato sulla parete della casa di una persona. Esso si basa su un lavoro precedente di Katabi che analizza i segnali wireless riflessi dai corpi delle persone per misurare una serie di comportamenti, dalla respirazione alle cadute a emozioni specifiche. (I segnali emettono circa 100 volte meno radiazioni di un cellulare standard).

“Utilizzando i sensori in casa, siamo in grado di vedere le tendenze nel modo in cui le variazioni di velocità a piedi avvengono per lunghi periodi in tempo allungati” dice l’autore e dottorando Chen-Yu Hsu. “Questo può aiutare a capire se qualcuno deve adeguare i propri regimi terapeutici, sia che si tratti di fare terapia fisica o modificare la posologia dei farmaci.”

WiGait è anche del 85/99 per cento preciso a misurare la lunghezza del passo di una persona, il che potrebbe consentire ai ricercatori di capire meglio le condizioni come quelle relative al morbo di Parkinson, che sono caratterizzati da dimensioni ridotte di passo.

Hsu e Katabi hanno sviluppato WiGait in collaborazione con gli studenti di dottorato CSAIL presso l’Università di Hong Kong  e della Boston University School of Medicine. Il team presenterà il loro documento in maggio alla Conferenza ACM CHI in Colorado.

Come funziona?

Oggi velocità di deambulazione è misurata da fisioterapisti o medici che utilizzano un cronometro. Dispositivi indossabili come il FitBit possono solo stimare approssimativamente la velocità in base al conteggio dei passi; gli smartphone GPS-enabled sono altrettanto imprecisi e non possono lavorare al chiuso; e le telecamere sono invadenti e possono monitorare solo una camera alla volta. L’unico metodo paragonabile e accurato è il Vicon motion-tracking, non ancora ampiamente disponibile per essere reso praticabile nel monitoraggio dei cambiamenti per salute a livello quotidiano.

Le misure della velocità di marcia del WiGait con un elevato livello di granularità, non richiedono che la persona indossi o porti un sensore. Lo fa analizzando i segnali wireless circostanti e riflessi dal corpo di una persona. Inoltre, l’algoritmo è in grado di distinguere la camminata da altri movimenti, come ad esempio la pulizia della cucina o lavarsi i denti.

Secondo Katabi, il dispositivo potrebbe aiutare a rivelare una ricchezza di importanti informazioni sulla salute, in particolare per gli anziani: un cambio di velocità a piedi, per esempio, potrebbe significare una ferita o che la persona ha un aumentato rischio di caduta.

“Molti ricoveri evitabili sono legati a questioni come le cadute, la malattia cardiaca congestizia, o polmonare ostruttiva cronica che sono stati tutti dimostrati di essere correlati alla velocità d’andatura”, dice Katabi. “Ridurre il numero di ricoveri, anche con una piccola quantità, potrebbe migliorare notevolmente i costi sanitari.”

Il team ha sviluppato WiGait nel pieno rispetto della privacy in confronto alle telecamere, esso mostra niente più che un puntino in movimento su uno schermo. In futuro si spera di addestrarlo sulle persone con disabilità ai piedi come il Parkinson, l’Alzheimer o SM, per aiutare i medici a monitorare con precisione la progressione della malattia e regolare i farmaci.

“La vera novità di questo dispositivo è che può mappare i principali parametri di salute e di comportamento senza alcun impegno attivo da parte dell’utente, che è particolarmente utile nel caso di alterazione cognitiva”, dice Ipsit Vahia, un clinico geriatra al McLean Hospital e della Harvard Medical School che non è stato coinvolto nella ricerca.