Sustainable Smart Services for the Countryside: Architettura software per servizi intelligenti in aree decentralizzate

 Una serie di interviste dedicate all’innovazione tecnologica e al pensiero progettuale: esploriamo le storie dietro invenzioni e soluzioni che rispondono a sfide reali. Un’occasione per approfondire processi creativi, approcci metodologici e impatti concreti sul mercato e sulla società.

L'autrice di questa intervista è Francesca Montuschi, del Settore della comunicazione e informazione del dipartimento.

La Commissione Economica per l'Europa delle Nazioni Unite (UNECE) definisce una città intelligente e sostenibile come “una città innovativa che utilizza le TIC (Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione) e altri mezzi per migliorare la qualità della vita, l'efficienza delle operazioni e dei servizi urbani, e la competitività, garantendo al tempo stesso che soddisfi le esigenze delle generazioni presenti e future per quanto riguarda gli aspetti economici, sociali, ambientali e culturali”. Più di recente, sotto la spinta di diverse iniziative dell’UE, il concetto di smartness è stato esteso anche ai centri più piccoli e alle aree interne. Va sottolineato come le tecnologie TIC e l’impiego di big data o di innovazioni legate all’uso dell’Internet of Things (IoT) siano solo strumenti abilitanti. Le tecnologie si configurano come leva per un uso migliore delle risorse e per migliorare la qualità della vita dei residenti; di fatto un prerequisito.

Una visione più rigorosa implica una prospettiva che non guardi solo alla tecnologia in sé, ma piuttosto si interroghi sulle innovazioni di cui la città necessita per essere più vivibile, sostenibile e maggiormente in grado di rispondere alle necessità di chi la abita. Partendo dalle specificità delle realtà. Le aree non metropolitane sono, infatti, molto diverse dalle Smart Cities, per risorse economiche, numeri della popolazione e bisogni. Le soluzioni innovative per le Smart Shires non possono tradursi semplicemente nell'aggiungere antenne wireless; né è ipotizzabile implementare i servizi nati per le smart city trasponendoli in questi contesti. Servono soluzioni autoconfigurabili, economiche, possibilmente non dipendenti da una infrastruttura classica, opportunistiche, nel senso che devono esistere schemi che permettano ai nodi mobili di sfruttare le infrastrutture di rete, quando disponibili, e soluzioni alternative utili in alcune circostanze. Esempi di tecnologie che possono costituire il substrato per lo sviluppo di una piattaforma smart shire sono servizi mobili multihoming, reti opportunistiche, sistemi peer to peer e cloud computing (o in alternativa fog computing). 

In questo contesto, il progetto PRIN “Smart Shires: Sustainable Smart Services for the Countryside”, sviluppato dai professori Stefano Ferretti, Gabriele D’Angelo e Vittorio Ghini del Dipartimento di Informatica - Scienza e Ingegneria, assieme ad un consorzio multidisciplinare, ha avuto l’obiettivo di ideare un'architettura software che favorisca lo sviluppo di soluzioni sostenibili e sicure per il dispiegamento di servizi intelligenti in aree decentralizzate.

La scarsità di risorse digitali deve essere superata attraverso la condivisione e una organizzazione adeguata di dati, calcolo e comunicazione. Per incoraggiare le persone a partecipare al processo di raccolta dati, possono essere adottati anche incentivi economici. 

“Sì, consente di distribuire il peso della installazione dei sensori e della gestione della infrastruttura tra i volontari che installano sensori o gestiscono gateway di comunicazione, in cambio di una compensazione per il loro impegno. Nel nostro design, abbiamo previsto micropagamenti frequenti sotto forma di token virtuali - blockchain, che possono essere convertiti in denaro. Gli utenti che installano sensori possono essere ricompensati in base alla quantità di dati che contribuiscono a fornire al sistema. Al contrario, coloro che gestiscono i nodi di inoltro possono ricevere una compensazione basata sulla quantità di dati trasmessi”, interviene il professore Stefano Ferretti.

Una delle sfide nello sviluppo di sistemi IoT consiste nel recuperare e trasmettere in modo efficiente le informazioni generate dai sensori, nonché conservarle in modo sicuro.

“La necessità di soluzioni economiche georeferenziate rende il fog computing (anche detto edge computing) una valida opzione. Come avviene per i cittadini delle aree rurali, spesso considerati ai margini del paese, il fog computing sposta l’elaborazione dai datacenter al margine di rete, sfruttando la molteplicità collaborativa di utenti finali per offrire servizi distribuiti. Lo storage decentralizzato è una soluzione potenziale che permette di archiviare dati senza dover fare affidamento su silos di dati centralizzati”.

Un’importante metodologia per valutare la fattibilità di soluzioni scalabili è la simulazione.

“La scalabilità è fondamentale, sia in termini di entità simulate sia di granularità degli eventi. Abbiamo previsto per esempio digital health decentralizzata, oppure veicoli raccoglitori di dati ambientali e che trasferiscono le informazioni da fonti (da dispositivi di rilevamento) a punti di accesso in rete. Il sistema prevede incentivi economici, appunto, per chi funge da raccoglitore di dati o gestisce gateway. L’architettura proposta è valutata tramite un modello di design multilivello, costruito a partire da sottolivelli esistenti. Questo approccio riduce il tempo necessario per costruire un simulatore, aumentando potenzialmente l’accuratezza dei risultati”.

Per creare o consolidare un territorio davvero intelligente è opportuno porre al centro gli obiettivi sociali.

“Esatto, è importante offrire maggiore opportunità, sostenibilità, indipendenza, benessere, salute, possibilità di scelta. Tali obiettivi devono essere rivolti alle persone e possono essere raggiunti, in particolare per le Smart Shires, solo con la partecipazione attiva e collaborazione delle persone. In un certo senso, le Smart Shires possono essere delle community intelligenti”.

Smart Cities e Smart Shires: quali le connessioni possibili?

“In linea teorica le Smart Shires devono essere considerate in continuità con le Smart Cities circostanti: un sistema integrato e olistico. Ma la strada da fare è ancora tanta”.