Comfort ambientale su misura, obiettivo possibile anche grazie all’AI

Curare la qualità del comfort ambientale significa affrontare uno dei problemi più gravi per la salute, che colpisce circa 112 milioni di cittadini europeo. Lo ha stimato SIMA (Società italiana di Medicina ambientale), evidenziando che in Europa, un cittadino su quattro vive in ambienti insalubri.

Occorre intervenire per migliorare le condizioni edilizie, ma anche per ottimizzare i parametri che permettono di elevare il benessere negli ambienti confinati. Non basta impostare un termostato per stare meglio: ognuno di noi ha parametri personali che possono essere monitorati per andare a riequilibrare i valori utili per un comfort quanto più su misura.

Ma è davvero possibile personalizzare i parametri per creare le giuste condizioni negli spazi indoor? La professoressa Anna Laura Pisello* lavora da almeno dieci anni su tecnologie integrate e comfort, in ambienti domestici, lavorativi e di altro genere. Oltre al proprio team di ricerca, il suo alleato più importante è l’intelligenza artificiale.

Vivere meglio negli spazi confinati: le finalità del comfort ambientale

Ognuno di noi trascorre in media l’80-90% del suo tempo in un ambiente confinato. A partire da questa consapevolezza, diversi docenti e ricercatori, nonché professionisti del settore edilizio e architettonico, stanno lavorando per creare le giuste condizioni di comfort ambientale, che tengono conto e integrano percezioni termiche, visive, acustiche, di qualità dell’aria e psicologiche e sociali. Si sta andando così verso un approccio umano-centrico, capace di adattarsi ai bisogni e alle preferenze delle persone, e non solo di reagire a parametri ambientali.

La professoressa Pisello da tempo opera sul campo per studiare come assecondare al meglio le esigenze degli utenti all’interno degli spazi di vita. «Stiamo cercando di abbattere la barriera fra il classico ambiente di vita indoor e outdoor, con un focus totale sulla persona», racconta. L’ambito di studio non si limita, infatti, agli ambienti confinati, ma si estende anche al tessuto urbano, creando le condizioni per ambienti di vita human-centric.

Come spiega la docente, ogni individuo ha un meccanismo di percezione centralizzato, che però risponde a numerosi stimoli, non solo quelli termici, acustici o luminosi, di qualità dell’aria. «Tutti questi stimoli ambientali, in realtà interagiscono con altrettanti stimoli contestuali», spiega riferendosi alle variabili diurne e notturne, ma anche degli aspetti sociali. La complessità, quindi, da affrontare, è significativa. Ed è qui che entra in gioco l’intelligenza artificiale, che contribuisce ad affrontare questa sfida, in particolare il machine learning e le reti convoluzionali, abilmente impiegate in modo da personalizzare la percezione del comfort ambientale (termico, acustico, luminoso) sia negli edifici che negli spazi urbani.

L’approccio umano-centrico

La docente e il suo staff di ricerca hanno avviato il percorso di ricerca da un obiettivo: identificare le caratteristiche di progettazione dell’edificio e delle aree urbane, in maniera totalmente umano-centrica.

«Siamo partiti investigando un dominio, un settore alla volta, analizzando come interagisce sia a livello di sensing, quindi contemplando il monitoraggio dei parametri e loro importanza nella percezione e poi nel comportamento dell’utente», sia nel contesto esterno sia all’interno di un edificio. Dall’analisi si sono messe a punto metodologie adeguate a creare condizioni di benessere il più possibile personalizzate, per raggiungere i più elevati livelli di soddisfazione, «ma anche in termini di produttività in ambienti lavorativi», generando un benessere tangibile anche dal punto di vista del profitto.

«Molti nostri modelli vengono già implementati da aziende del terziario o customer care service che mettono al centro la persona, convinte che la risorsa umana abbia un valore cruciale», spiega la docente di Fisica Tecnica Ambientale presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi di Perugia.

L’importanza dei dispositivi indossabili

È qui che cambia l’interpretazione e l’approccio del comfort ambientale. Si passa da una valutazione oggettiva, come avviene con gli smart building in cui i sensori all’interno dell’ambiente monitorano le condizioni presenti e modificano i parametri, ottimizzando le condizioni, a una soggettiva.

La sensoristica ha importanza, ma in modo differente. Nell’approccio studiato dalla docente e responsabile scientifica del Laboratorio di Fisica tecnica ambientale presso il CIRIAF dell’Università di Perugia, i sensori sono mobili e soprattutto personalizzati al singolo individuo.

«Nel corso dell’attività di monitoraggio in laboratorio e in contesti reali, abbiamo potuto appurare che il dato nell’immediata vicinanza della persona è estremamente più valevole. Anzi, a volte abbiamo anche visto che si può soppiantare il dato ambientale con un dato comportamentale, estrapolato da dispositivi di cui molti di noi sono già dotati».

I dispositivi di cui si tratta sono i wearable device. Uno degli esempi più famosi sono gli smartwatch, oggetti di ampio uso, impiegati dagli sportivi e non solo per monitorare diversi parametri, dai passi alla qualità del sonno. «Queste informazioni sono interessanti per elaborare dei modelli rispondenti al benessere perché il dato personalizzato è sicuramente più utile», racconta Anna Laura Pisello.

Si è compreso che «il livello di personalizzazione è cruciale, per far metabolizzare all’utente la necessità di implementare dei comportamenti verso l’adattamento che necessariamente in alcuni casi vanno implementati, come per esempio negli ambienti outdoor, non facilmente controllabili, ma anche negli ambienti interni in cui si considera anche la necessità di decarbonizzazione».

L’impiego congiunto di sensori e intelligenza artificiale

Nell’elevare il comfort ambientale, diventa essenziale il lavoro congiunto di sensori e AI, insieme alla profilazione degli utenti multi-fattoriale, frutto di diverse collaborazioni interdisciplinari.

Tutto ciò «consente, per esempio, negli hotel di identificare clienti-tipo, sulla base dei quali noi assecondiamo non soltanto la parte sensing, ma soprattutto il sistema di controllo di determinati parametri su cui la persona-archetipo è più sensibile».

Un esempio: se una persona ha difficoltà a dormire, in quanto si trova vicino al vano ascensore ed è particolarmente sensibile ai rumori da vibrazione, questo disagio lo si può comprendere in base all’azione di monitoraggio ottenuto con uno smartwatch, che controlla la qualità del sonno. In questo caso si potrà agire, successivamente, collocando il cliente in una camera posizionata in un’altra zona dell’albergo. Oppure, se la persona avverte il calore in maniera più accentuata, cogliendo il parametro sempre dal device, si potrà agire su direttamente sul termostato, andando a ridurre la temperatura.

«Il controllo in tempo reale è esattamente questo, mediante l’attività elettrodermica della pelle», che monitora la maggior secrezione di sudore in risposta a un’attivazione emotiva, oppure la variabilità del battito cardiaco, sono tutti parametri valutabili con oggetti disponibili a tutti «e che consentono subito di comprendere in tempo reale come andare ad agire sugli impianti, non solo quelli HVAC, ma anche quelli luminosi», conclude la docente ed esperta.

 

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* Anna Laura Pisello è docente di Fisica Tecnica Ambientale presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi di Perugia. Inoltre, è la fondatrice e responsabile scientifica dell’Environmental Applied Physics Lab (EAPLAB) del CIRIAF – Centro Interuniversitario di Ricerca sull’inquinamento e sull’Ambiente. È anche vicepresidente di ITATEC – Accademia Italiana di Ingegneria e Tecnologia, membro del gruppo europeo EURO-CASE.

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