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Stato di avanzamento del progetto VITAMIN
In questo documento illustreremo brevemente le principali attività che hanno caratterizzato questo primo anno di sviluppo del progetto VITAMIN e le sue prospettive per i prossimi due anni. Accanto a queste descrizioni, verrà anche presentato un laboratorio innovativo che verrà costruito proprio a partire dal progetto VITAMIN, e che ne ospiterà la parte legata al contesto ospedaliero, costituendone lo snodo principale nella sua successiva espansione verso il territorio ed il contesto domiciliare. Attività svolte nel primo anno (2014)
In questo primo anno di sviluppo, l’attenzione è stata concentrata sul design dell’architettura (schematizzato in fig. 1), la scelta degli elementi necessari (software e hardware) e su una prima implementazione prototipale. Figura 1 – Schema di riferimento per l’architettura della piattaforma VITAMIN Il design della piattaforma è stato caratterizzato in maniera significativa dalla ricerca e messa a punto di un contesto grafico che fosse adatto ai destinatari (bambini), e che permettesse una sufficiente flessibilità per potere ambientare diverse tipologie di attività, motoria e/o cognitiva. Figura 2 – Bozzetto della grafica scelta come ambiente per lo sviluppo degli esercizi in realtà virtuale L’ambiente selezionato è risultato essere il parco giochi, soprattutto per la possibilità di potere introdurre elementi al tempo stesso realistici e/o di fantasia, in maniera complessivamente organica. In figura 2 è riportato uno dei bozzetti grafici iniziali da cui si è successivamente passati alla modellazione 3D degli oggetti (figura 3). Figura 3 – Immagini dei rendering di acluni elementi grafici 3D realizzati a partire dalla grafica scelta In parallelo, anche grazie ad una tesi di laurea magistrale sviluppata presso il Politecnico di Milano da Marco Fumagalli (relatore prof. Pier Luca Lanzi), si è proceduto ad una prima implementazione del prototipo del software, e sono stati eseguiti alcuni test pilota, visibili in figura 4. Figura 4 – Immagini dei primi test effettuati. A sinistra l’immagine rilevata dal Kinect 2.0 sovrapposta alla schematizzazione in segmenti corporei necessaria per la stima delle posizioni dei vari distretti, e a destra un primo test dello scenario delle bolle I sensori integrati al momento si limitano al Kinect 2.0, al Wiimote ed alla Balance Board (tutti di derivazione del mercato delle console di videogiochi), ma abbiamo in prospettiva l’integrazione anche con altri dispositivi, sia di tipo professionale (Polhemus G4), che ludico (Sixense STEM), ed anche alcuni sensori custom. Entro la fine di questo primo anno, contiamo di completare la preparazione degli elementi grafici 3D in formato gestibile dal motore grafico 3D usato, e di proseguire nell’implementazione delle logiche degli altri esercizi, attività che si concluderà nel primo semestre del 2015. Una parte considerevole del tempo è stata dedicata quest’anno anche ad aprire e consolidare i rapporti con alcune aziende, in particolare con Microsoft, che ha scelto il progetto come uno dei maggiormente interessanti nel panorama italiano, presentandolo all’interno della giornata che Microsoft dedica al Non-­‐
Profit, l’NGO Day di giugno. La collaborazione con Microsoft ci ha permesso di accedere in anticipo al percorso per gli sviluppatori di Kinect 2.0 (un interessante sensore markerless per la stima del movimento total-­‐body), e più recentemente ci ha consentito di usufruire per due anni a titolo gratuito della loro soluzione cloud, Microsoft Azure. Infine l’ultimo trimestre è stato anche dedicato al design del Laboratorio di Riabilitazione Assistita al Computer (Computer Assisted REhabilitation – CARE), ambito nel quale verrà realizzata la prima implementazione della piattaforma VITAMIN. Prospettive di sviluppo del secondo e terzo anno
Le attività in prospettiva per i prossimi due anni, saranno caratterizzate, oltre che dal completamento degli esercizi/giochi in realtà virtuale, dal consolidamento dell’architettura complessiva, nonché dalla successiva apertura verso il territorio ed il domicilio. In figura 5 possiamo osservare uno schema della prospettiva di sviluppo della piattaforma, comprensiva della parte sul territorio. Figura 5 – Bozzetto della grafica scelta come ambiente per lo sviluppo degli esercizi in realtà virtuale Nel secondo anno di sviluppo del progetto VITAMIN (2015), verrà completato il disegno e l’implementazione dell’interfaccia operatore in tempo reale, che permette di modulare l’esperienza in realtà virtuale del bambino durante il singolo esercizio, allo scopo di mantenere elevato il livello di coinvolgimento anche a fronte di condizioni fisiche che possono variare. Verrà inoltre definita e completata la parte della gestione di back end della piattaforma, ovviamente usufruendo delle potenzialità del cloud Azure di Microsoft. Questo in teoria potrà consentire, oltre all’accesso di terapisti e medici ai dati ed indici relativi alle singole sessioni, anche di supportare nuove forme di contatto tra caregiver ed operatori, indispensabili in una prospettiva che si apra al territorio. Sottolineiamo anche che il design delle interfacce software verrà effettuato in modo da potere rendere il più semplice possibile l’accesso alla piattaforma, in modo che sia realmente fruibile anche nel medio/lungo periodo. In questo secondo anno, infine, verrà prestata notevole attenzione all’analisi e valutazione delle modalità della messa a punto del servizio relativo all’uso della piattaforma, in particolare in vista della sua estensioen domiciliare, possibilmente arrivando alla definizione anche di un business plan che ne consenta di valutare sostenibilità e ritorni. Nel terzo anno (2016), ci riproponiamo di completare l’analisi e la definizione, e passare quindi alla parte di implementazione dell’estensione della piattaforma sul territorio, nell’ipotesi di potere consentire di effettuare sessioni di riabilitazione, con strumentazione low-­‐cost, anche a casa o in strutture meno ricche dal punto di vista della dotazione tecnologica, ma distribuite sul territorio. Il Computer Assisted REhabilitation (CARE) Lab
Un capitolo a parte delle attività svolte quest’anno e che rappresenterà “la casa” della prima implementazione della piattaforma VITAMIN è rappresentato dal CARE Lab. Dopo avere rilevato infatti la necessità che gli sforzi messi a punto grazie alla Associazione Zorzi potessero trovare una degna collocazione, abbiamo cercato degli spazi da dedicare allo scopo. Abbiamo quindi identificato una serie di stanze che saranno opportunamente riorganizzate (Figura 6), all’interno delle quali verranno costituite sostanzialmente due aree: la prima “a tecnologia elevata” multimediale, all’interno della quale si potranno sperimentare tecnologie avanzate anche costose, e si potranno effettuare esercizi in realtà virtuale in un ambiente gradevole e caratterizzato da una notevole immersività (grazie al super schermo realizzato con tre proiettori ed un sistema surround hifi), ed una seconda realtà, in cui si potranno invece sperimentare tecnologie low-­‐cost, nella prospettiva del loro utilizzo in ambito domiciliare. Il tutto verrà controllato dalla stanza centrale, attraverso la presenza di specchi unidirezionali che consentiranno agli operatori di supervisionare le sessioni. Figura 6 – Progetto del CARE Lab. A Sinistra la piantina delle stanze e a destra un rendering della stanza multimediale Figura 7 – Rendering della stanza multimediale. A sinistra con i pannelli di chiusura aperti, a destra nella modalità di proiezione sulla parete bianca degli esercizi di riabilitazione assistita al computer. Ovviamente per la realizzazione completa di questa struttura saranno necessarie risorse notevoli, ed oltre ad un ulteriore contributo della Associazione Zorzi, ci stiamo attivando per potere accedere anche ad altre forme di finanziamento pubblico e privato che ci possano consentire la fattibilità di questo sogno. Al momento, oltre al contributo di Microsoft precedentemente citato, abbiamo già raccolto un primo contributo da parte della Fondazione Banco del Monte di Lombardia, di circa € 35.000, e siamo in attesa di alcune altre risposte da parte di altre istituzioni. Complessivamente riteniamo che la prospettiva sia entusiasmante e confidiamo che, con il supporto di tutti coloro che ne comprenderanno lo spirito e lo scopo, si riesca realmente a costruire una realtà in cui proporre un modello innovativo di riabilitazione pediatrica. Lucia Angelini 30.3.2015