Un approccio "smart"

Smart Building...

L’edificio è intelligente quando è in grado di gestire in modo ottimale l’energia e fornire il miglior comfort possibile a chi vi abita, rendendo i residenti quanto più consapevoli dei consumi e del modo migliore per ridurli.

La definizione più propria è quella di "edificio che fornisce un ambiente produttivo e conveniente attraverso l’ottimizzazione dei suoi quattro elementi base e la loro interrelazione"

• strutture

• sistemi

• servizi

• gestione

Lo smart building è un concetto strettamente legato all’efficienza energetica ed è basata principalmente su due sistemi:

• smart lighting, in grado di regolare i livelli di luce in base ai tempi ma anche in base ad altri elementi intelligenti

• sistema HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning, ovvero riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria).

In tutto questo un ruolo fondamentale lo assumono i sensori (specie quelli IoT) in grado di permettere l’interconnessione di oggetti e impianti.

Tra i tanti esempi che oggi giorno ci sono in questo campo, ho scelto di riportare quello di “The Edge”, ad Amsterdam. Si tratta di un edificio intelligente, che riesca a gestire al meglio le informazioni grazie alla possibilità di analizzare dati strutturati. Oltre 28mila sensori e attuatori presenti nell’edificio sono in grado di gestire il flusso di energia e di dati, il sistema di climatizzazione e il funzionamento degli altri impianti possono essere monitorati e controllati facilmente mediante display. Anche l’illuminazione è intelligente e grazie all’utilizzo di sensori IoT viene applicato un sistema di Light-as-a-Service. I dati generati vengono trasformati in informazioni e servizi. Per esempio, viene analizzata la capacità di interazione dei dipendenti, la presenza o meno di persone negli ambienti, traducendo il tutto in una ottimizzazione dei consumi.

Questa evoluzione è stata possibile grazie all’Internet of Things (IoT). Gli edifici intelligenti, in particolare, utilizzano sensori IoT e sistemi di Building Automation per controllare più o meno qualsiasi cosa: sistemi di ventilazione e condizionamento, illuminazione, sistemi di sicurezza, livelli di occupazione delle sale e molto altro ancora.

... edifici cognitivi

Gli edifici cognitivi rappresentano il futuro del building che porterà alla creazione di ambienti su misura per le esigenze delle persone. Sono strutture capaci di dialogare con chi vive al loro interno, provvedendo al loro comfort abitativo e lavorativo. È un concetto che supera, migliorando, quello di smart building.

Questi si basano sulla presenza di sensori che recepiscono una serie di condizioni. La finalità è quella di ricavare informazioni attraverso la sensoristica e di utilizzare pareti e involucri capaci di rilevare gli stati umorali di chi abita gli ambienti. Bisogna raccogliere dati numerici strutturati attraverso recettori, attuatori e algoritmi in grado di interpretare i dati e di apprendere nel tempo. La sfida così è più centrata sull’intelligenza che si vuole donare al concetto stesso di cognitività con lo scopo di eseguire sentiment analysis relative agli occupanti di un determinato spazio. Con l’utilizzo di oggetti cognitivi non è più necessario utilizzare algoritmi basati su regole, ma tutta la complessità della gestione delle informazioni viene trasferita ad algoritmi cognitivi che elaboreranno le informazioni secondo un approccio data-driven.

DISPOSITIVO EQ-RADIO:

Il team del Laboratorio di Intelligenza Artificiale e Computer Science del MIT (CSAIL) ha sviluppato il dispositivo EQ-Radio in grado di rilevare le emozioni tramite segnali wireless.

Attraverso il monitoraggio costante del respiro e del battito cardiaco di una persona si è in grado di stabilirne lo stato d'animo.

Misurando e analizzando le sottili variazioni nei ritmi respiratori e cardiaci si potrebbe stabilire se chi si sta osservando è felice, triste, eccitato o arrabbiato.

Non volendosi vincolare a sensori fisici da applicare sul corpo, che potrebbero risultare fastidiosi o spostarsi alterando la misurazione, la responsabile del progetto Dina Katabi e i ricercatori Fadel Adib e Mingmin Zhao del CSAIL hanno scelto di usare un segnale wireless ad onde radio in bassa frequenza (RF).

TRA ARCHITETTURA E NEUROSCIENZE: Come la forma dell’architettura influisce sulle emozioni

Il progetto "Nuarch" riguarda uno studio nella realtà virtuale valutando il legame tra spazio, corpo, emozioni e risposte cognitive in quanto si è visto che l’architettura influisce sul comportamento dell’uomo e sulla sua attività cerebrale.

Per misurare come la forma dello spazio possa modificare il contenuto emotivo delle esperienze delle persone e per indagare gli aspetti più complessi della relazione esistente tra forma dello spazio e le rappresentazioni cerebrali corporee e affettive dell’uomo è in corso NuArch, progetto di ricerca presso la sede di Parma dell’Istituto di Neuroscienze del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IN-CNR). Il progetto, che terminerà nella primavera del 2023, pone l’attenzione su come le differenti configurazioni dello spazio architettonico influenzano il riconoscimento di espressioni emotive. La memoria si costruisce sulla percezione dell’oggetto e sugli aspetti sensoriali di tale oggetto a cui corrisponde una reazione emotiva. L’obiettivo di fondo è creare i contesti ideali per rispondere alle attese emotive implicite, e inconsapevoli, delle persone quando affrontano le esperienze per le quali vengono realizzati i luoghi e gli edifici nelle città. La ricerca viene svolta all’interno di ambienti di realtà virtuale, strumento che è in grado di attivare le risposte neurofisiologiche dell’intera percezione architettonica in uno scenario sociale.

Attivazione e rilassamento, alcuni esempi:

• Le architetture con pareti che si restringono hanno provocato nei soggetti un maggiore livello di attivazione rispetto alle architetture in cui le pareti rimangono costanti o si allargano, che sono state invece giudicate meno attivanti;

• Le architetture con finestre che si alzano hanno provocato nei soggetti un maggiore livello di attivazione rispetto alle architetture in cui l’altezza delle finestre rimane costante o diminuisce, che sono state invece giudicate meno attivanti;

• Le architetture con pareti che si restringono sono state giudicate meno piacevoli rispetto a quelle in cui le pareti rimangono costanti o si allargano, che sono state invece giudicate più piacevoli;

• Le architetture con pareti laterali che si allargano sono state quelle in cui i soggetti hanno maggiormente espresso la loro preferenza a restare, rispetto a quelle con pareti costanti o con larghezza decrescente;

• Il colore delle pareti non ha influito significativamente sulla percezione emotiva delle architetture. I soggetti hanno infatti percepito lo stesso livello di attivazione e valenza nelle architetture indipendentemente dal colore caldo o freddo delle pareti. Il processamento di stati emotivi legati all’architettura è quindi maggiormente dipendente da meccanismi sensorimotori (forma degli spazi architettonici) che visuomotori (colore).

E-INK PRISM: pareti smart che cambiano colore

Il Prism E-Ink è un inchiostro digitale: un nuovo materiale basato su pannelli e-paper che può essere usato per costruire mattonelle capaci di cambiare colore e mostrare animazioni. Sono mattonelle realizzate su base acrilica, collegate ad un chip embedded e gestite via software (anche da remoto) da pc, tablet o notebook, che possono cambiare e adattare a qualsiasi forma ed essere essere integrate con sensori (di movimento, rumore, temperatura) per modificare il colore in funzione dell’ambiente circostante. I pigmenti di “inchiostro digitale” mutano, infatti, il loro stato unicamente con un impulso elettrico.

La taiwanese E-Ink (inchistro digitale) presenta al CES 2015 di Las Vegas la nuova “pellicola” Prism pensata per le pareti: