IT202100005999A1 - APPARATUS AND METHOD FOR THE DETECTION, RECOGNITION AND INTERVENTION TO CONTRAST PHYSICAL VIOLENCE TO THE DAMAGE OF PEOPLE. - Google Patents
APPARATUS AND METHOD FOR THE DETECTION, RECOGNITION AND INTERVENTION TO CONTRAST PHYSICAL VIOLENCE TO THE DAMAGE OF PEOPLE. Download PDFInfo
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Description
DESCRIZIONE della domanda di brevetto per invenzione industriale avente oggetto e titolo: ?Apparato e metodo per il rilevamento, il riconoscimento e l?intervento per contrastare la violenza fisica a danno di persone? DESCRIPTION of the patent application for industrial invention having object and title: ?Apparatus and method for detecting, recognizing and intervening to contrast physical violence against people?
Campo tecnico Technical field
Il trovato oggetto di invenzione attiene all?ambito dei sistemi di sicurezza personale per la prevenzione e l?intervento contro i crimini violenti perpetrati, sia in ambito domestico che pubblico, ai danni di persone pi? deboli ed impossibilitate a difendersi e particolarmente attiene ai dispositivi indossabili di protezione ed intervento in caso di violenza fisica contro l?utilizzatore anche nel caso in cui esso sia, temporaneamente o permanentemente inibito o impossibilitato, a livello fisico e/o psicologico, a difendersi o chiedere aiuto. Pi? precisamente, l?invenzione riguarda un innovativo e proattivo sistema per la raccolta diretta di segnali cinetici e dati biometrici specifici, in grado di distinguere, in maniera autonoma, le situazioni di pericolo/violenza contro l?utente, ed intervenire inoltrando un messaggio di allarme, tramite canali e con protocolli di comunicazione differenti, ad una pluralit? di entit? ed utenti che hanno la possibilit? di intervenire per bloccare la violenza e/o identificare la persona che l?ha perpetrata. A puro titolo esemplificativo, il trovato proposto pu? essere convenientemente impiegato per contrastare le azioni violente contro ogni tipo di minoranza (etnica, religiosa, ecc..), come strumento di intervento contro il bullismo nelle scuole e nei luoghi pubblici di aggregazione, per contrastare le violenze contro gli anziani in casa o strutture di degenza e come strumento di rilevamento ed intervento contro la violenza sulle donne. Il sistema ? basato su una specifica tecnologia indossabile, integrata in capi di abbigliamento appositamente disegnati, che sfrutta tessuti conduttivi su cui sono realizzati dei sensori flessibili in grado di rilevare una moltitudine di dati cinetici e biometrici differenti, a puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante, battito cardiaco, sudorazione, temperatura, Galvanic Skin Response (GSR) ed in particolare il livello di pressione esercitata sul corpo di chi li indossa. La scelta di tale tecnologia ? dettata dalla necessit? di: The found object of the invention pertains to the field of personal security systems for the prevention and intervention against violent crimes perpetrated, both in the domestic and in the public sphere, against the most vulnerable people. weak and unable to defend themselves and particularly pertains to wearable devices for protection and intervention in the event of physical violence against the user even if he is temporarily or permanently inhibited or unable, on a physical and/or psychological level, to defend himself or ask for help. Pi? precisely, the invention concerns an innovative and proactive system for the direct collection of kinetic signals and specific biometric data, capable of autonomously distinguishing situations of danger/violence against the user, and intervening by forwarding an alarm message , through channels and with different communication protocols, to a plurality? of entity? and users who have the possibility? to intervene to stop the violence and/or identify the person who perpetrated it. Purely by way of example, the proposed invention can be conveniently used to counter violent actions against all types of minorities (ethnic, religious, etc.), as an intervention tool against bullying in schools and public places of aggregation, to counter violence against the elderly at home or in structures of hospitalization and as a survey and intervention tool against violence against women. The system ? based on a specific wearable technology, integrated into specially designed clothing, which exploits conductive fabrics on which flexible sensors are made capable of detecting a multitude of different kinetic and biometric data, purely by way of non-binding example, nor? limiting factor, heart rate, perspiration, temperature, Galvanic Skin Response (GSR) and in particular the level of pressure exerted on the wearer's body. The choice of this technology? dictated by necessity? Of:
? Avere un sistema autonomo che intervenga indipendentemente dalla volont?/possibilit? dell?utente di farlo; ? Have an autonomous system that intervenes independently of the will?/possibility? of the user to do so;
? Avere un sistema invisibile di cui l?aggressore non prenda coscienza e che quindi non tenti di disattivare; ? Having an invisible system that the attacker does not become aware of and therefore does not try to disable;
? Avere un sistema di protezione senza doversi dotare di dispositivi appositi: capi di abbigliamento e dispositivi mobili fanno parte del quotidiano di qualsiasi persona. ? Having a protection system without having to equip yourself with special devices: clothing and mobile devices are part of every person's daily life.
Il suddetto sistema ? corredato di una centralina elettronica, removibile, alimentata tramite batteria ricaricabile, che raccoglie detti segnali e li elabora, li normalizza e li inoltra ad un dispositivo elettronico abbinato, tramite comunicazione wireless. A puro titolo indicativo, non vincolante, n? limitante, la centralina elettronica ? equipaggiata con moduli di comunicazione che usano protocolli di comunicazione Bluetooth, Wi-fi, ed NFC. Nel trovato, un dispositivo elettronico abbinato, ? un dispositivo elettronico mobile, a puro titolo esemplificativo non vincolante, uno smartphone o un tablet su cui ? possibile installare ed eseguire un?applicazione di analisi dei dati e di esecuzione delle azioni coerenti con il contesto analizzato. Il sistema, ed in particolare l?app mobile, implementa tecniche e metodi di apprendimento automatico, basate su modelli supervisionati, con approccio probabilistico soggettivistico di classificazione, in grado di adattarsi ed ottimizzare il proprio output sulla tipologia dei dati in ingresso. La struttura neurale utilizzata ? strettamente dipendente dal tipo di evento e dai dati che vengono inseriti nel layer di input: l?identificazione di una situazione di violenza/pericolo implica il monitoraggio di variabili eterogenee quali, a puro titolo indicativo, non limitativo, segnali biometrici dell?utente (battito cardiaco, frequenza respiratoria, temperatura, sudorazione, GSR), segnali cinetici (accelerazioni, rotazioni, posizione nello spazio) e segnali stocastici, impulsivi, pressori rilevati da appositi sensori. In contesti simili l?utilizzo dei comuni metodi statistici frequenziali sarebbe impossibile per due motivi: i metodi frequenziali necessitano di dataset, ossia richiedono volumi dati molto elevati, che contesti multipli e non consentono, e richiedono una conoscenza a priori del fenomeno, cosa impossibile da ottenere in un ambito in cui ogni ?evento? ha le proprie caratteristiche intrinseche e differisce da tutti gli altri. A titolo di esempio, ogni azione violenta, aggressione o atto doloso implica le proprie condizioni al contorno, quali i parametri biometrici della vittima che variano di persona in persona sotto l?influenza di emozioni, stati d?animo, carattere, ecc., impedendo l?utilizzo di tecniche statistiche oggettivistiche. The above system? equipped with a removable electronic control unit, powered by a rechargeable battery, which collects said signals and processes them, normalizes them and forwards them to a combined electronic device, via wireless communication. Purely indicative, not binding, n? limiting, the electronic control unit ? equipped with communication modules using Bluetooth, Wi-fi, and NFC communication protocols. In the invention , a matched electronic device, ? a mobile electronic device, purely by way of non-binding example, a smartphone or tablet on which ? It is possible to install and run a data analysis and action execution application consistent with the analyzed context. The system, and in particular the mobile app, implements machine learning techniques and methods, based on supervised models, with a subjectivist probabilistic classification approach, capable of adapting and optimizing its output on the type of input data. The neural structure used? strictly dependent on the type of event and the data entered in the input layer: the identification of a situation of violence/danger implies the monitoring of heterogeneous variables such as, by way of example only, not limiting, biometric signals of the user (beat heart rate, respiratory rate, temperature, perspiration, GSR), kinetic signals (accelerations, rotations, position in space) and stochastic, impulsive, pressure signals detected by special sensors. In similar contexts, the use of common frequency statistical methods would be impossible for two reasons: frequency methods require datasets, i.e. they require very high data volumes, which multiple contexts do not allow, and they require a priori knowledge of the phenomenon, which is impossible to get in a scope where every ?event? it has its own inherent characteristics and differs from all others. By way of example, every violent action, aggression or malicious act implies its own boundary conditions, such as the biometric parameters of the victim which vary from person to person under the influence of emotions, moods, character, etc., preventing the use of objective statistical techniques.
Il trovato si prefigge di superare i limiti degli attuali sistemi dedicati alla sicurezza personale che presentano due grossi vincoli: presuppongono la capacit? di attivazione volontaria del segnale di allarme e si basano sull?utilizzo di un oggetto aggiuntivo da avere sempre a portata di mano, con esigenze di facile ed immediata reperibilit? nel momento del bisogno e funzionamento assicurato, ossia necessit? di ricarica elettrica e di protezione da danni accidentali. Elimina, inoltre, totalmente per disegno il problema di dover azionare volontariamente l?allarme, grazie all?uso di sensori flessibili integrati nei tessuti degli indumenti e di un?applicazione virtuale che sfrutta i componenti elettronici presenti nei moderni smartphone per elaborare i dati acquisiti in tempo reale. Il trovato, nella sua componente software ? integrabile con i dispositivi in commercio, senza necessit? di sostituzione o modifica. The invention aims to overcome the limits of current systems dedicated to personal safety which have two major constraints: do they presuppose the ability? of voluntary activation of the alarm signal and are based on the use of an additional object to always have at hand, with needs of easy and immediate availability? at the time of need and operation ensured, or need? electric charging and accidental damage protection. Furthermore, it totally eliminates by design the problem of having to voluntarily activate the alarm, thanks to the use of flexible sensors integrated in the fabrics of the garments and a virtual application that exploits the electronic components present in modern smartphones to process the data acquired in real time. The invention, in its software component? can be integrated with devices on the market, without the need? replacement or modification.
Stato dell?arte State of art
Ad oggi sono presenti sul mercato numerosi dispositivi di allarme per la gestione e la segnalazione di situazioni pericolose od eventi criminosi, e molti altri vengono quotidianamente presentati in forma di concept da sviluppare su piattaforme internet in cerca di finanziamenti per lo sviluppo/produzione. Tuttavia, tutti i sistemi sopra descritti si basano su di un pulsante, o dispositivo equivalente, da premere volontariamente per attivare un sistema di trasmissione per un segnale di allarme. A titolo di esempio citiamo: To date, there are numerous alarm devices on the market for the management and signaling of dangerous situations or criminal events, and many others are presented daily in the form of concepts to be developed on internet platforms in search of funding for development/production. However, all of the systems described above are based on a button, or equivalent device, to be voluntarily pressed to activate a transmission system for an alarm signal. As an example we mention:
? Dispositivi con pulsante a contatto reed, progettati per una segnalazione silente degli eventi criminosi; la pressione del pulsante determina la chiusura di un microswitch, e la conseguente attivazione dell?allarme. Questi dispositivi sono, generalmente, dotati di autoprotezione contro l?attivazione accidentale. ? Devices with reed contact button, designed for silent signaling of criminal events; pressing the button causes the closure of a microswitch, and the consequent activation of the alarm. These devices are generally equipped with self-protection against accidental activation.
? Dissuasori acustici portatili a pulsante, in cui la pressione da parte dell?utente attiva l?allarme, un suono ad alto volume generato dal dispositivo stesso al fine di disturbare l?aggressore e di attirare l?attenzione di persone che possano intervenire. Questi dispositivi sono spesso alimentati a batteria e possono essere portati nelle tasche cos? come nelle borse o agganciati ad un mazzo di chiavi. ? Push-button portable acoustic deterrents, in which pressing by the user activates the alarm, a loud sound generated by the device itself in order to disturb the aggressor and to attract the attention of people who can intervene. These devices are often battery powered and can be carried in pockets as well as being portable. as in bags or hooked to a set of keys.
? Dispositivi di ascolto silente, in cui la pressione di un pulsante genera un contatto con una centrale operativa dove un operatore si mette in ascolto ambientale allertando una pattuglia mobile in caso di riscontro positivo per atto criminoso o violento. ? Silent listening devices, in which pressing a button generates contact with an operations center where an operator listens to the environment, alerting a mobile patrol in the event of a positive match for a criminal or violent act.
? Dispositivi antiaggressione GPS, che si interfacciano direttamente con il sistema GPS degli smartphone tramite connessione Bluetooth ed un?apposita app. La pressione del pulsante attiva la segnalazione di allarme a mezzo messaggio di testo, mail o telefonata, contenente la posizione geografica dell?utente. ? GPS anti-aggression devices, which interface directly with the GPS system of smartphones via Bluetooth connection and a special app. Pressing the button activates the alarm signal via text message, email or telephone call, containing the user?s geographical position.
Le versioni pi? recenti di quest?ultimo tipo di dispositivo hanno un sistema di geo-localizzazione GPS integrato e sono in grado di trasmettere direttamente il link del servizio Maps di Google, contenente le coordinate satellitari del dispositivo. Ancor pi? recenti sono, inoltre, i pulsanti intelligenti legati all? IoT, collegati ad una piattaforma cloud e programmabili per eseguire semplici servizi, legati alla pressione del pulsante stesso. The most popular versions recent models of the latter type of device have an integrated GPS geolocation system and are able to directly transmit the link of the Google Maps service, containing the satellite coordinates of the device. even more recent are also the smart buttons linked to the? IoT, connected to a cloud platform and programmable to perform simple services, linked to pressing the button itself.
Nel campo di dispositivi indossabili, le soluzioni antiaggressione adottate si basano nuovamente sulla generazione di suoni ad altissimo volume atti a stordire l?aggressore ed attirare l?attenzione di possibili soccorritori e sull?impedimento fisico, tramite dei veri e propri blocchi meccanici, a perpetrare la violenza. A titolo di esempio: In the field of wearable devices, the anti-aggression solutions adopted are once again based on the generation of very loud sounds designed to stun the attacker and attract the attention of possible rescuers and on the physical impediment, through actual mechanical blocks, to perpetrate the violence. As an example:
? Progetto ?awese, a wereable security?, promosso da Fbk e dal Centro Moda Canossa nel 2016, in cui sono stati presentati capi dotati di sensori attivabili dalle vittime e capaci di riprodurre un allarme a 130 decibel per disorientare l?aggressore. ? Project ?awese, a wereable security?, promoted by Fbk and Centro Moda Canossa in 2016, in which garments equipped with sensors that can be activated by the victims and capable of reproducing an alarm at 130 decibels to disorient the aggressor were presented.
? Una linea di abbigliamento intimo concepita da AR wear, dotata di una serie di cinture e blocchi da posizionare sulle cosce e sulla vita e che possono essere sbloccate solo tramite apposita combinazione; i tessuti utilizzati sono resistenti a taglio e strappo. ? A line of underwear conceived by AR wear, equipped with a series of belts and blocks to be placed on the thighs and waist and which can only be unlocked by means of a specific combination; the fabrics used are cut and tear resistant.
? Biancheria intima realizzata da un designer tedesco basata sull?utilizzo di uno speciale lucchetto a combinazione che ne rende altamente difficoltosa la rimozione. ? Underwear made by a German designer based on the use of a special combination lock which makes it highly difficult to remove.
Le soluzioni attualmente disponibili necessitano, quindi, l?acquisto di dispositivi dedicati (sistemi a pulsante) o sono basate su soluzioni macchinose e potenzialmente discriminanti (abbigliamento dotato di blocchi meccanici) che ne possono rallentare, se non impedire, la diffusione. Tuttavia, oltre l?80% delle persone che vive in paesi economicamente sviluppati possiede, ed usa quotidianamente come mezzo di comunicazione, dispositivi mobili, incluse quelle ?deboli? e ?fragili?. Ne deriva un vantaggio rilevante: la possibilit? di inoltrare, attraverso pi? canali, una richiesta di aiuto ai numeri unici di soccorso sia per reati o azioni violente, sia per emergenze sanitarie. In condizioni di pericolo, ad esempio durante un?aggressione, o in caso di malessere, non ?, per?, sempre possibile per l?utente richiedere aiuto azionando un pulsante o effettuando una chiamata. Dall?altra parte, l?evoluzione tecnologica ha arricchito i dispositivi mobili di funzionalit? accessorie che vanno oltre la semplice possibilit? di effettuare chiamate: gli attuali smartphone, infatti, sono paragonabili a dei piccoli computer, per capacit? e potenza di calcolo, potendo elaborare dati, anche complessi, inviare e gestire mail, documenti e file di diverso tipo; sono inoltre dotati di sensoristica di diverso tipo, di sistemi di posizionamento globale, GPS, e di sistemi di trasmissione dati GSM/UMTS, protocolli Bluetooth e condivisione dati per prossimit?. The solutions currently available therefore require the purchase of dedicated devices (button systems) or are based on cumbersome and potentially discriminating solutions (clothing equipped with mechanical blocks) which can slow down, if not prevent, their spread. However, over 80% of people living in economically developed countries own and use mobile devices on a daily basis, including the ?weak? and ?fragile?. The result is a significant advantage: the possibility? to forward, through pi? channels, a request for help to the single emergency numbers both for crimes or violent actions, and for health emergencies. In dangerous conditions, for example during an attack, or in the event of illness, it is not, however, always possible for the user to request help by pressing a button or making a call. On the other hand, the technological evolution has enriched mobile devices with functionalities? accessories that go beyond the simple possibility? to make calls: current smartphones, in fact, are comparable to small computers, for capacity? and computing power, being able to process data, even complex ones, send and manage emails, documents and files of different types; they are also equipped with different types of sensors, global positioning systems, GPS, and GSM/UMTS data transmission systems, Bluetooth protocols and proximity data sharing.
I sistemi operativi dei telefoni sono quindi in grado di eseguire una moltitudine di programmi, ?Applicazioni?, che forniscono funzionalit? aggiuntive, utilizzando le risorse degli smartphone come, ad esempio, l?utilizzo di CPU e GPU per l?elaborazione di dati complessi in tempo reale, l?utilizzo del GPS per registrare la posizione del dispositivo o ancora la comunicazione a corto raggio (Bluetooth) tra telefoni diversi all?interno di un?area di azione comune per creare una rete di tipo mesh in cui far transitare, su tutti i dispositivi connessi, un messaggio precodificato. Phone operating systems are therefore capable of running a multitude of programs, ?Applications?, that provide functionality additional, using the resources of smartphones such as, for example, the use of CPU and GPU for processing complex data in real time, the use of GPS to record the position of the device or short-range communication (Bluetooth ) between different telephones within a common action area to create a mesh-type network in which a precoded message can pass through all the connected devices.
Inoltre, negli ultimi anni, la ricerca applicata allo sport, sia amatoriale che agonistico, ed alla grafica computerizzata (animazioni 3D, effetti speciali, AR, VR, etc.) ha portato alla miniaturizzazione di molti tipi di sensori (accelerometri, giroscopi, magnetometri, temperatura, frequenza respiratoria, etc.), utili per il monitoraggio dei movimenti e dell?attivit? fisica, rendendoli pi? confortevoli e semplici da indossare. A puro titolo di esempio citiamo: Furthermore, in recent years, research applied to sport, both amateur and competitive, and to computer graphics (3D animations, special effects, AR, VR, etc.) has led to the miniaturization of many types of sensors (accelerometers, gyroscopes, magnetometers , temperature, respiratory rate, etc.), useful for monitoring movement and activity? physics, making them more? comfortable and easy to wear. By way of example, we cite:
? BEAST SENSOR, dispositivo con 3 accelerometri, 3 giroscopi e 3 magnetometri, di facile indossabilit? al polso e sulla parte superiore della schiena. Utilizzabile liberamente durante l?allenamento in palestra, si connette tramite Bluetooth a smartphone Android e Ios. ? BEAST SENSOR, device with 3 accelerometers, 3 gyroscopes and 3 magnetometers, easy to wear at the wrist and upper back. Free to use during training in the gym, it connects via Bluetooth to Android and iOS smartphones.
? Xiaomi Zenph Smart Fitness Sportswear, maglietta smart con sensore Intexar, realizzato con DuPont Graphite Technology, monitora costantemente la frequenza cardiaca, la pressione, la frequenza respiratoria ed i movimenti del corpo, attivando un allarme in caso di bisogno. ? Xiaomi Zenph Smart Fitness Sportswear, smart shirt with Intexar sensor, made with DuPont Graphite Technology, constantly monitors heart rate, pressure, respiratory rate and body movements, activating an alarm in case of need.
? Xsens suit per la registrazione dei movimenti del corpo, realizzata in due varianti dedicate all?animazione 3D ed allo sviluppo di interfacce uomo-macchina, studi kinesiologici, etc. Recentemente nuovi studi hanno portato alla creazione di tessuti intelligenti che incorporano nel filato dei sensori flessibili, eliminando la necessit? di integrare un dispositivo elettronico rigido nel capo di abbigliamento. ? Xsens suit for recording body movements, made in two variants dedicated to 3D animation and the development of man-machine interfaces, kinesiological studies, etc. Recently, new studies have led to the creation of smart fabrics that incorporate flexible sensors into the yarn, eliminating the need for smart fabrics. to integrate a rigid electronic device into the garment.
Nonostante quindi sussista la possibilit? tecnica di creare un sistema di allarme antiaggressione formato da un capo di abbigliamento che rilevi in tempo reale parametri biometrici e dati cinetici grazie alla presenza di sensori preposti e da un dispositivo mobile che operi come attuatore della segnalazione, grazie ad un codice eseguibile con un algoritmo di riconoscimento delle situazioni di violenza o malessere, nessun trovato finora ? stato progettato per attivare un allarme autonomamente e senza richiedere la volont? e l?intervento attivo dell?utilizzatore. Although there is therefore the possibility? technique of creating an anti-aggression alarm system made up of an item of clothing that detects biometric parameters and kinetic data in real time thanks to the presence of appropriate sensors and a mobile device that acts as an actuator of the signal, thanks to a code that can be executed with an algorithm of recognition of situations of violence or malaise, none found so far ? was designed to activate an alarm independently and without requiring the will? and the active intervention of the user.
La procedura che implementa l?algoritmo di interpretazione dei dati biometrici e cinetici ed attiva l?inoltro multicanale del messaggio di allarme ad una pluralit? di utenti, pu? essere allenata sulle caratteristiche biometriche specifiche dell?utilizzatore e tarata sulle soglie di pericolo dei dati cinetici rilevati e quindi resa estremamente specifica ed affidabile, al fine di evitare ?falsi positivi?. The procedure that implements the biometric and kinetic data interpretation algorithm and activates the multi-channel forwarding of the alarm message to a plurality of of users, can? be trained on the specific biometric characteristics of the user and calibrated on the danger thresholds of the kinetic data detected and therefore made extremely specific and reliable, in order to avoid ?false positives?.
Scopi del trovato Purposes of the invention
Per superare i succitati limiti e per evidenti motivi di fruibilit?, fattibilit? e comodit? di impiego rispetto alle soluzioni sopracitate, si vuole realizzare un sistema che sia in grado di: To overcome the aforementioned limits and for obvious reasons of usability, feasibility? and comfort? of use with respect to the solutions mentioned above, we want to create a system that is able to:
? Rilevare in maniera autonoma ed automatica una serie di dati e segnali correlati a fattori di rischio specifico ed ascrivibili, in maniera diretta o indiretta, ad episodi di violenza. A puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante, detti segnali e dati riguardano posizione del corpo, accelerazioni subite, pressione puntuale o diffusa, istantanea e prolungata nel tempo, esercitata su una o pi? parti del corpo, e parametri biometrici (frequenza cardiaca, ECG, frequenza respiratoria, temperatura, sudorazione, risposta galvanica epiteliale, ecc.). Il rilevamento deve avvenire in ogni situazione in cui l?utente si trovi, sia esso un ambiente interno o esterno, sia in condizioni statiche di calma, che in condizioni di agitazione e di moto; ? Autonomously and automatically detect a series of data and signals correlated to specific risk factors and attributable, directly or indirectly, to episodes of violence. By way of non-binding example, n? limiting, these signals and data relate to body position, accelerations suffered, precise or widespread pressure, instantaneous and prolonged over time, exerted on one or more? parts of the body, and biometric parameters (heart rate, ECG, respiratory rate, temperature, sweating, galvanic epithelial response, etc.). The detection must take place in every situation in which the user finds himself, whether it is an internal or external environment, both in static conditions of calm, and in conditions of agitation and motion;
? Riconoscere in maniera autonoma ed automatica le situazioni di pericolo/violenza a carico dell?utilizzatore; deve essere in grado di elaborare in loco i succitati segnali, incrociando dati afferenti a campi diversi, per ricostruire quanto sta accadendo, e compararli con datasets di riscontro appositamente costituiti e memorizzati. A puro titolo esemplificativo non limitante, deve essere in grado di comprendere se l?utente ? vittima di percosse e/o pestaggio, di un tentativo di violenza sessuale, se viene coinvolto in tafferugli o risse, se ? stato spinto e/o ? caduto a terra e, in maniera indiretta, se ha subito ferite o lesioni; ? Autonomously and automatically recognize situations of danger/violence affecting the user; it must be able to process the aforementioned signals on site, cross-referencing data relating to different fields, to reconstruct what is happening, and compare them with specially created and memorized matching datasets. Purely by way of non-limiting example, it must be able to understand whether the user? victim of beatings and/or beatings, of an attempted sexual assault, if he is involved in scuffles or brawls, if ? been pushed and/or ? fell to the ground and, indirectly, if he suffered injuries or injuries;
? Intervenire in maniera autonoma ed automatica per attivare i soccorsi del caso. Le vittime di violenza spesso sono impossibilitate, a livello fisico e/o mentale, temporaneamente o permanentemente, a difendersi ed a chiedere aiuto. Un sistema che supera i limiti della tecnologia attuale deve essere in grado di inoltrare un segnale di allarme qualora venga riconosciuta una situazione ascrivibile a pericolo e/o violenza. Per poter massimizzare l?inoltro del messaggio di allarme e raggiungere quanti pi? destinatari possibile, tale sistema deve poter comunicare in maniera wireless con altri dispositivi sui quali il suddetto messaggio possa essere visualizzato. A titolo di esempio, non vincolante, n? limitante, il sistema deve poter comunicare con protocollo Bluetooth, Wi-Fi, NFC, LoRA WAN, GSM/LTE ecc.; ? Intervene autonomously and automatically to activate the necessary assistance. Victims of violence are often physically and/or mentally unable, temporarily or permanently, to defend themselves and ask for help. A system that goes beyond the limits of current technology must be able to forward an alarm signal if a situation attributable to danger and/or violence is recognized. In order to maximize the forwarding of the alarm message and reach as many possible recipients, this system must be able to communicate wirelessly with other devices on which the aforementioned message can be displayed. By way of example, non-binding, n? limiting, the system must be able to communicate with Bluetooth, Wi-Fi, NFC, LoRA WAN, GSM/LTE protocol etc.;
? Creare una rete tra sistemi dello stesso tipo per ovviare all?impossibilit? di trasmettere il segnale di allarme: un sistema secondo la presente invenzione, basato su comunicazioni wireless per massimizzarne la flessibilit? e la fattivit?, deve essere, inoltre, in grado di sopperire alle eventuali problematiche legate alle comunicazioni senza fili, per garantire sempre e comunque l?inoltro dell?allarme. ? Create a network between systems of the same type to overcome the impossibility? to transmit the alarm signal: a system according to the present invention, based on wireless communications to maximize its flexibility? and feasibility, it must also be able to make up for any problems related to wireless communications, to always guarantee the forwarding of the alarm.
? Fornire delle prove del reato e/o violenza: in aggiunta all?intervento per bloccare l?atto criminoso, ? utile poter raccogliere prove e documentazioni a carico dei fatti avvenuti, da utilizzare, successivamente, nelle sedi opportune. A tale scopo un sistema di prevenzione secondo la presente invenzione deve essere in grado, accertata la violenza, di registrate materiale audio e video, di trasferirlo in maniera sicura e protetta in un ambiente di storage e di conservarlo per tutto il tempo necessario, proteggendolo da manomissioni, furti e/o tentativi di cancellazione; ? Providing evidence of the crime and/or violence: in addition to the intervention to block the criminal act, ? useful to be able to collect evidence and documentation against the events that occurred, to be used, subsequently, in the appropriate offices. For this purpose, a prevention system according to the present invention must be capable, once the violence has been ascertained, of recording audio and video material, of transferring it in a safe and protected manner to a storage environment and of keeping it for as long as necessary, protecting it from tampering, theft and/or deletion attempts;
? Essere facilmente utilizzabile dall?utente: un sistema che supera i limiti sopra descritti deve essere attivabile ed utilizzabile dall?utente senza troppa complessit?, azioni preliminari o processi di installazione/avvio; in altre parole, un sistema secondo la presente invenzione deve sempre accompagnare l?utente, senza che esso se ne accorga, che lo debba ricercare o attivare volontariamente o che debba frequentemente verificarne lo stato di funzionamento e/o operativit?; ? Be easy to use by the user: a system that exceeds the limits described above must be activated and usable by the user without too much complexity, preliminary actions or installation/startup processes; in other words, a system according to the present invention must always accompany the user, without him realizing it, without him having to search for it or voluntarily activate it or having to frequently check its operating and/or operational status;
? Essere occultabile: l?aggressore o malintenzionato che si renda conto della presenza di un dispositivo di sicurezza o del tentativo di attivazione da parte dell?utente, tenter? di impedirne l?utilizzo. Un sistema secondo la presente invenzione deve essere totalmente invisibile all?occhio ed il suo utilizzo non deve implicare alcuna azione, da parte dell?utente, che ne espliciti presenza ed attivazione, per far s? che sia fattivo e possa assolvere totalmente al suo scopo. Un sistema nascosto opera in maniera continuativa con minor rischio di essere disabilitato/bloccato; ? Be concealable: the attacker or attacker who becomes aware of the presence of a safety device or of the attempt to activate it by the user, will attempt to to prevent its use. A system according to the present invention must be totally invisible to the eye and its use must not imply any action on the part of the user, which explicitly indicates its presence and activation, in order to that it is effective and can fully fulfill its purpose. A hidden system operates continuously with less risk of being disabled/blocked;
Un sistema cos? fatto consente di ottenere i seguenti vantaggi: A system like this? done allows you to obtain the following advantages:
? ? fortemente scalabile: un sistema indossabile e ?trasparente? per il cliente, ossia totalmente autonomo ed automatico, ? utilizzabile ed applicabile ad una pluralit? di utenti e situazioni diverse, potendo intervenire su un?ampia variet? di violenze e crimini a gravit? differente; ? ? highly scalable: a wearable and ?transparent? for the customer, i.e. totally autonomous and automatic, ? usable and applicable to a plurality? of users and different situations, being able to intervene on a?wide variety? of violence and gravity crimes different;
? ? difficilmente disattivabile: un sistema che non si vede non pu? essere individuato e neutralizzato da parte dell?aggressore, quindi rimane sempre operativo in caso di emergenza; ? ? difficult to deactivate: a system that is not seen can not? be identified and neutralized by the aggressor, therefore it always remains operational in case of emergency;
? ? fattivo: il trovato, per costruzione e disegno, ? in grado di intervenire nella quasi totalit? delle condizioni in cui viene attivato e vengono rilevate violenze. Questo aspetto lo posiziona al di sopra di ogni dispositivo e sistema attualmente in circolazione poich? garantisce l?intervento laddove i sistemi attuali non potrebbero, estendendo e massimizzando la sua efficacia; ? ? factual: the invention, for construction and design, ? able to intervene in almost all? of the conditions under which it is activated and violence is detected. This aspect places it above any device and system currently in circulation since? guarantees intervention where current systems could not, extending and maximizing its effectiveness;
? Garantisce l?inoltro dell?allarme: un sistema secondo la presente invenzione basa l?inoltro della richiesta di aiuto su comunicazioni wireless tra un dispositivo abbinato ed il destinatario; tuttavia, alla base del trovato c?? anche la creazione di una rete mesh tra dispositivi su cui ? installato il software di gestione del sistema. La creazione di una rete tra dispositivi minimizza il rischio di blocco del segnale di allarme, poich? ? in grado di sopperire ad eventuali malfunzionamenti rotture o avarie di un singolo dispositivo. ? It guarantees the forwarding of the alarm: a system according to the present invention bases the forwarding of the request for help on wireless communications between a paired device and the addressee; however, at the basis of the finding c?? also the creation of a mesh network between devices on which ? installed system management software. Creating a network between devices minimizes the risk of blocking the alarm signal, since ? able to compensate for any malfunctions, breaks or breakdowns of a single device.
Esposizione sintetica dell?invenzione Brief exposition of the invention
La soluzione ai problemi succitati si realizza attraverso un sistema composto da un capo di abbigliamento che: The solution to the above problems is achieved through a system made up of an item of clothing which:
? Acquisisca in maniera autonoma ed automatica segnali eterogenei; a puro titolo esemplificativo non limitante, n? vincolante, detti segnali possono essere biometrici, cinetici (stato di movimento/stazionariet?, cambi di direzione del moto, accelerazioni, impatti e pressioni localizzate, spaziali (posizione relativa ed assoluta e sue variazioni)). L?acquisizione ed il campionamento di ogni singolo segnale devono avvenire al netto delle interferenze elettromagnetiche sulle stesse frequenze di utilizzo, ascrivibili ad altri dispositivi elettromagnetici e/o al comportamento stesso dell?utente. A puro titolo esemplificativo il capo di abbigliamento sar? in grado di distinguere impatti e pressioni localizzate sul corpo dell?utente, filtrando il segnale del movimento muscolare. ? Acquire autonomously and automatically heterogeneous signals; by way of non-limiting example, n? binding, said signals can be biometric, kinetic (state of movement/stationarity, changes of direction of motion, accelerations, impacts and localized pressures, spatial (relative and absolute position and its variations)). The acquisition and sampling of each individual signal must take place net of electromagnetic interference on the same frequencies of use, attributable to other electromagnetic devices and/or to the user's own behaviour. By way of example, the item of clothing will be? capable of distinguishing localized impacts and pressures on the user's body, filtering the signal of muscle movement.
? Editi tali dati, in loco, uniformandoli secondo struttura univoca, per renderli fruibili ad un programma unico al fine di elaborarli, analizzarli ed estrarne comportamenti, similarit? e pattern che ne permettano il riconoscimento e l?identificazione. ? Once these data have been edited, on site, standardizing them according to a single structure, to make them usable by a single program in order to process them, analyze them and extract behaviours, similarities? and patterns that allow recognition and identification.
? Acquisisca ed editi i suddetti dati in maniera totalmente anonima e invisibile per non essere direttamente e chiaramente identificabile quale sistema per la sicurezza personale. Il capo di abbigliamento sar? realizzato come un qualsiasi altro capo di abbigliamento passivo e, conseguentemente, non dovr? recare evidenze di sensori, dispositivi elettronici di elaborazione e comunicazione o altro apparato che possa indicare uno scopo differente da quello tipico di un qualsiasi vestito, la copertura del corpo umano. In tal modo il sistema risulter? pi? fattivo ed efficace poich? non neutralizzabile dall?aggressore. ? Acquire and edit the aforementioned data in a totally anonymous and invisible way so as not to be directly and clearly identifiable as a personal security system. The item of clothing will be made like any other passive item of clothing and, consequently, should not? bear evidence of sensors, electronic processing and communication devices or other apparatus that may indicate a purpose different from that typical of any dress, the covering of the human body. In this way the system will be more effective and effective since? cannot be neutralized by the aggressor.
? Sia confortevole: i sistemi di acquisizione, elaborazione ed inoltro dei dati, devono essere minimamente invasivi e non devono arrecare fastidio all?utilizzatore; il capo di abbigliamento deve quindi essere comodamente indossabile in ogni circostanza e senza limitazioni. Allo scopo i sottosistemi elettronici saranno totalmente integrati, flessibili e miniaturizzati per non interferire con il normale e quotidiano uso del capo di abbigliamento. ? Be comfortable: the data acquisition, processing and forwarding systems must be minimally invasive and must not disturb the user; the garment must therefore be comfortably wearable in all circumstances and without limitations. For this purpose, the electronic subsystems will be totally integrated, flexible and miniaturized so as not to interfere with the normal and daily use of the garment.
Un programma che: A program that:
? ? in grado di essere eseguito sui pi? comuni dispositivi mobili in commercio, a puro titolo di esempio non limitante tablet e smartphones, senza che nessuna delle sue funzionalit? venga rallentata, arrestata o non eseguita perch? computazionalmente troppo gravosa per il dispositivo stesso; ? ? able to be performed on the pi? common mobile devices on the market, by way of example not limiting tablets and smartphones, without any of its functionality? is slowed down, stopped or not performed why? computationally too demanding for the device itself;
? ? basato su un metodo di analisi dei dati che ? efficace anche con un numero ridotto di dati in ingresso, ossia gestito da una logica in grado di: ? ? based on a data analysis method that ? effective even with a small number of input data, i.e. managed by a logic capable of:
o Capire, con poche risorse, la natura del dato; o Understand, with few resources, the nature of the data;
o Estrapolarne informazioni utili (caratteristiche, similitudini, andamenti, ecc.); o Extrapolate useful information (characteristics, similarities, trends, etc.);
o Metterle in relazione con quelle degli altri dati in ingresso; o Put them in relation with those of the other input data;
o Ricavarne analisi e classificazioni. o Obtain analyzes and classifications.
? ? in grado di distinguere e identificare contesti, scenari e ci? che accade all?utente mettendo in correlazione i risultati delle analisi eseguite su dati di natura eterogenea, ma tutti sottendenti alla stessa situazione. In altre parole, analizzando e comparando i dati sopra citati a titolo esemplificativo, il programma ? in grado di identificare lo stato di moto o quiete dell?utente (in piedi, seduto, camminata, corsa, ballo, ecc.), il suo stato emotivo (agitazione, nervoso, tranquillit?, paura, eccitazione, ecc.), attivit? impulsive (salti, cadute, colpi o traumi), discernendo una situazione di sicurezza da una di pericolo; ? ? able to distinguish and identify contexts, scenarios and what? that happens to the user by correlating the results of the analyzes performed on data of a heterogeneous nature, but all underlying the same situation. In other words, by analyzing and comparing the data mentioned above by way of example, the program ? able to identify the state of motion or stillness of the user (standing, sitting, walking, running, dancing, etc.), his emotional state (agitation, nervous, calm, fear, excitement, etc.), activity ? impulsive (jumps, falls, blows or traumas), discerning a safe situation from a dangerous one;
? In caso di condizioni compatibili con una situazione di pericolo, a puro titolo esemplificativo non limitante, n? vincolante, percosse, aggressioni, cadute, incidenti, malesseri, ecc., ? in grado di inoltrare un segnale di allarme per allertare persone che possano, a diverso titolo, intervenire per cambiare la situazione e prestare soccorso; ? Deve essere programmato con i dati di uno o pi? destinatari cui inoltrare il segnale di allarme; detto segnale deve essere inviabile a mezzo di differenti metodi di inoltro, a puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante, messaggi di testo precompilati, chiamate vocali preregistrate, mail con testo preimpostato, ecc. ? In the event of conditions compatible with a dangerous situation, purely by way of non-limiting example, nor? binding, beatings, assaults, falls, accidents, illnesses, etc., ? able to forward an alarm signal to alert people who may, for various reasons, intervene to change the situation and provide assistance; ? Must be programmed with the data of one or more? recipients to forward the alarm signal to; said signal must be sent by means of different forwarding methods, purely by way of non-binding example, nor? limiting, pre-populated text messages, pre-recorded voice calls, mail with pre-set text, etc.
? ? in grado di inoltrare l?allarme in contemporanea a pi? destinatari tramite l?uso dei pi? comuni protocolli di comunicazione wireless; a puro titolo di esempio, BLE, Wi-Fi, LTE, NFC. ? ? able to forward the? alarm simultaneously to more? recipients through the use of the pi? common wireless communication protocols; by way of example, BLE, Wi-Fi, LTE, NFC.
? ? in grado di formare una rete mesh distribuita tra dispositivi differenti che si trovano all?interno dello stesso campo di portata, al fine di superare eventuali problematiche di trasmissione del dispositivo che genera l?allarme. In particolare, qualora malfunzionamenti e/o guasti o, pi? in generale, circostanze impedenti blocchino l?inoltro diretto dell?allarme dal dispositivo che lo genera, il programma deve ricercare altri dispositivi, nel suo raggio di azione, che abbiano copia del programma stesso (che appartengano alla stessa ?community?) e sfruttare le loro risorse hardware per l?inoltro di detto segnale. La ricerca e la connessione con dispositivi affini nel raggio di azione di quello da cui parte l?allarme, generano contestualmente un alert in ogni dispositivo raggiunto in maniera tale che altre persone possano rilevare l?aggressione ed intervenire tempestivamente riducendo ulteriormente i tempi di soccorso. In altre parole, un programma secondo la seguente invenzione mette in condivisione, con comunicazione criptata e protetta, i dati, i log e le informazioni necessarie ad inoltrare l?allarme e far intervenire chi, sul luogo stesso di aggressione o all?interno di un perimetro circoscritto intorno ad esso, possiede lo stesso programma. ? ? capable of forming a distributed mesh network between different devices that are located within the same range, in order to overcome any transmission problems of the device that generates the alarm. In particular, if malfunctions and / or breakdowns or, more? in general, impeding circumstances block direct forwarding of the alarm from the device that generates it, the program must search for other devices, within its range, that have copies of the program itself (that belong to the same ?community?) and exploit the their hardware resources for forwarding said signal. The search and connection with similar devices within the range of the one from which the alarm starts, contextually generate an alert in each device reached so that other people can detect the aggression and intervene promptly, further reducing rescue times. In other words, a program according to the following invention shares, with encrypted and protected communication, the data, logs and information necessary to forward the alarm and make anyone intervene, at the place of the attack itself or inside a circumscribed perimeter around it, has the same program.
? ? in grado, qualora l?allarme venga attivato, di avviare registrazioni audio e video di quanto sta accadendo, sfruttando l?hardware del dispositivo su cui ? installato. ? ? in grado di inoltrare il materiale registrato, con comunicazione protetta e criptata, verso un server in cloud dove tale materiale verr? archiviato in attesa di, eventuale, successivo utilizzo quale evidenza del crimine perpetrato. Qualora ci siano impedimenti all?inoltro diretto, un programma secondo la presente invenzione ? in grado di realizzare una rete mesh con altri dispositivi compatibili al fine di portare a termine l?upload del materiale acquisito. ? ? able, if the alarm is activated, to start audio and video recordings of what is happening, using the hardware of the device on which it is? installed. ? ? able to forward the recorded material, with protected and encrypted communication, to a cloud server where this material will be sent? archived awaiting possible subsequent use as evidence of the crime perpetrated. If there are impediments to direct forwarding, a program according to the present invention ? able to create a mesh network with other compatible devices in order to complete the upload of the acquired material.
? ? in grado di eseguire i task, le analisi e le procedure dei punti precedenti in totale autonomia, senza richiedere l?intervento dell?utente che subisce l?aggressione, poich? risulta comune che la vittima di violenza sia, in maniera temporanea o permanente, a livello psicologico e/o fisico, impedita nel richiedere aiuto e soccorso in maniera diretta. ? ? in grado di affinare le proprie analisi e di riconoscere e discernere le situazioni con accuratezza sempre maggiore, grazie ad algoritmi di auto apprendimento che sfruttano una condivisione di dati tra dispositivi compatibili, ossia dispositivi sui quali ? installata una copia del programma. ? ? able to perform the tasks, analyzes and procedures of the previous points in total autonomy, without requiring the intervention of the user who suffers the aggression, since? it is common that the victim of violence is, temporarily or permanently, on a psychological and/or physical level, prevented from requesting help and assistance directly. ? ? able to refine their analyzes and to recognize and discern situations with ever greater accuracy, thanks to self-learning algorithms that exploit data sharing between compatible devices, i.e. devices on which ? installed a copy of the program.
Una piattaforma in cloud che agisce come repository delle registrazioni acquisite, permettendo inoltre di ottenere uno storico aggiornato dei log e delle rilevazioni dei capi di abbigliamento. A cloud platform that acts as a repository of the acquired recordings, also allowing to obtain an updated history of the logs and of the clothing items detections.
Un sistema secondo la presente invenzione mette in atto i seguenti steps: A system according to the present invention implements the following steps:
? Taratura automatica iniziale: in fase di vestizione, l?elettronica inserita all?interno dei vestiti acquisir? i parametri dell?utente dai sensori biometrici e lo stato dei sensori di pressione e movimento, impostando tali valori come ?settaggio iniziale del sistema?. A puro titolo di esempio non limitante, n? vincolante, lo stato dei sensori ? riferito alla percentuale di prestiramento e/o compressione che i sensori stessi subiscono quando il capo di abbigliamento viene indossato da una persona. Cos? facendo il sistema ? sempre autoreferenziato ed ? in grado di riconoscere parametri anomali con maggiore efficacia rispetto ad una taratura oggettiva eseguita in fase di assemblaggio, con i sensori totalmente inattivi; ? Initial automatic calibration: during the dressing phase, the electronics inserted inside the clothes will acquire the user?s parameters from the biometric sensors and the status of the pressure and movement sensors, setting these values as the ?initial system setting?. Purely as a non-limiting example, n? binding, the state of the sensors ? referred to the percentage of pre-stretching and/or compression that the sensors themselves undergo when the garment is worn by a person. What? doing the system? always self-referenced and ? capable of recognizing anomalous parameters more effectively than an objective calibration performed during the assembly phase, with the sensors totally inactive;
? Avvio del programma installato su dispositivo mobile: perch? il sistema funzioni l?utente, una volta indossato il capo di abbigliamento, deve volontariamente avviare il programma per attivare il monitoraggio continuo; ? Launching the program installed on the mobile device: why? the system works once the garment has been worn, the user must voluntarily start the program to activate continuous monitoring;
? Pairing: una volta avviato, il programma eseguir? il pairing con il capo di abbigliamento, verificando le chiavi di associazione assegnate in fase di costruzione ed assemblaggio. A pairing completato, il programma acquisir? dal capo di abbigliamento i parametri ed i settings iniziali che consentiranno la taratura di sistema ed il successivo utilizzo ottimizzato. In questa fase il modello di apprendimento automatico ? impegnato nel riconoscimento e nella classificazione dei parametri iniziali del vestito, clusterizzandoli ed utilizzandoli come dataset dinamico per le analisi successive; ? Pairing: once started, the program will execute? the pairing with the item of clothing, verifying the association keys assigned during the construction and assembly phase. A pairing completed, the program will acquire? from the garment the initial parameters and settings that will allow the system calibration and subsequent optimized use. At this stage the machine learning model ? engaged in the recognition and classification of the initial parameters of the dress, clustering them and using them as a dynamic dataset for subsequent analyses;
? Acquisizione dei dati: i sensori distribuiti nel capo di abbigliamento registrano in tempo reale, e senza soluzione di continuit?, i segnali dal corpo dell?utilizzatore e la centralina elettronica li uniforma e prepara per l?inoltro al programma mobile. In questa fase il firmware a bordo del capo di abbigliamento analizza e mappa i segnali al fine di eliminare le interferenze; l?approccio differisce in base al tipo di segnale: per quelli biometrici il metodo ? basato su filtri passa alto e passa basso (a puro titolo esemplificativo non limitante, n? vincolante, i filtri a 40 e 50 Hz per escludere il movimento muscolare) e sull?estrapolazione delle formanti del segnale, soggette a variazioni significative in base allo stato psicofisico dell?utilizzatore. Per quanto riguarda i segnali cinetici il metodo ? basato sull?analisi differenziale di pi? canali in parallelo e rispetto alla soglia iniziale di taratura; questo metodo permette, in base al sensore ed al tipo di segnale che si vuole campionare, di escludere le deformazioni non utili (a puro titolo di esempio non limitativo, per i segnali di pressione se il differenziale dei canali degli assi x ed y risulta non nullo, il suo valore verr? scartato); ? Data acquisition: the sensors distributed in the garment record the signals from the user's body in real time and without interruption and the electronic control unit standardizes them and prepares them for forwarding to the mobile program. In this phase, the firmware on board the garment analyzes and maps the signals in order to eliminate interference; the approach differs according to the type of signal: for the biometric ones, the method ? based on high pass and low pass filters (purely by way of example not limiting, nor binding, the 40 and 50 Hz filters to exclude muscle movement) and on the extrapolation of signal formants, subject to significant variations based on the state psychophysical of the user. As for the kinetic signals, the method ? based on? differential analysis of pi? channels in parallel and with respect to the initial calibration threshold; this method allows, on the basis of the sensor and the type of signal to be sampled, to exclude non-useful deformations (purely by way of non-limiting example, for pressure signals if the differential of the channels of the x and y axes is not null, its value will be discarded);
? Invio dei dati uniformati: i dati processati ed editati allo step precedente, vengono inviati, con connessione privata protetta e criptata, al dispositivo su cui ? installato il programma mobile, che viene eseguito in background, per limitare il consumo energetico e l?occupazione di banda; ? Sending standardized data: the data processed and edited in the previous step are sent, with a private protected and encrypted connection, to the device on which it is stored. installed the mobile program, which runs in the background, to limit energy consumption and bandwidth occupation;
? Lettura dei dati uniformati: il programma mobile, ricevuti i pacchetti dati, li elabora per permettere agli algoritmi di analisi di leggerli ed eseguire un matching con la propria ?esperienza?, acquisita in fase di training iniziale, ed aggiornata con cadenza periodica, in cerca di similitudini utili per la classificazione dell?evento; ? Reading of standardized data: the mobile program, having received the data packets, processes them to allow the analysis algorithms to read them and perform a matching with its own ?experience?, acquired during the initial training phase, and updated periodically, in search of similarities useful for the classification of the event;
? Classificazione degli eventi e generazione degli output attesi: i nuovi dati in ingresso vengono comparati con il dataset interno del programma per classificare il contesto e definire la situazione in atto; a puro titolo indicativo non limitante, n? vincolante, i dati biometrici vengono comparati con dei set di situazioni tipo (stato di agitazione, paura, nervoso, eccitazione, ecc.), tabellati e caricati nel programma, al fine di trovarne similitudini. I dati di pressione su aree del corpo predefinite vengono comparati con le soglie di allerta preconfigurate e messi in relazione con altri dati cinetici (accelerazioni, cadute, repentini cambi di posizione relativa, ecc.). La combinazione dei risultati di queste operazioni definisce, probabilisticamente, il contorno della situazione analizzata. L?output di questo step ? quindi una classificazione della situazione contingente, a puro titolo indicativo, situazione ?normale?, di ?potenziale pericolo? o di ?violenza?, con indicazione pi? dettagliata di ci? che accade; a puro titolo di esempio non vincolante, n? limitante, l?output pu? indicare una situazione di normalit? e tranquillit? (attivit? fisica o ballo), una situazione di rischio (paura, corsa affannata, agitazione) o di aggressione (percosse, tentativo di stupro, ecc.). ? Inoltro dell?allarme: in caso di output positivo per situazione di pericolo, il programma attiva una richiesta di conferma nei confronti dell?utente per verificare il suo stato di salute e verificare che non ci sia violenza in atto). Qualora l?utente non risponda a tale richiesta, il sistema attiva l?allarme, inviando, con i metodi ed i mezzi precedentemente descritti, il messaggio di allarme ai contatti precedentemente selezionati. In caso di coerenza dell?output con una condizione di violenza conclamata, l?allarme viene inviato automaticamente senza richiedere la conferma da parte dell?utente. ? Classification of events and generation of expected outputs: the new input data are compared with the internal dataset of the program to classify the context and define the current situation; purely indicative, not limiting, n? binding, the biometric data are compared with sets of typical situations (state of agitation, fear, nervous, excitement, etc.), tabulated and loaded into the program, in order to find similarities. The pressure data on predefined areas of the body are compared with the preconfigured alert thresholds and related to other kinetic data (accelerations, falls, sudden changes in relative position, etc.). The combination of the results of these operations defines, probabilistically, the outline of the analyzed situation. The output of this step ? therefore a classification of the contingent situation, purely indicative, ?normal? situation, of ?potential danger? or of ?violence?, with indication more? detailed of what? that happens; purely by way of non-binding example, n? limiting, the? output can? indicate a situation of normality? and tranquillity? (physical activity or dancing), a risk situation (fear, frantic running, agitation) or aggression (beating, attempted rape, etc.). ? Forwarding of the alarm: in the event of a positive output due to a dangerous situation, the program activates a request for confirmation from the user to check his state of health and verify that there is no violence in progress). If the user does not respond to this request, the system activates the alarm by sending the alarm message to the previously selected contacts using the methods and means previously described. In case of consistency of the output with a condition of overt violence, the alarm is sent automatically without requesting confirmation from the user.
? Avvio registrazione audio/video: in caso di mancata verifica da parte dell?utente o di output compatibile con una violenza, un programma secondo la presente invenzione attiva immediatamente la registrazione di file audio e video, sfruttando l?hardware del dispositivo su cui ? installato e viene eseguito, al fine di raccogliere materiale utile a documentare, nelle sedi opportune, la violenza subita dall?utente. ? Starting audio/video recording: in case of non-verification by the user or output compatible with violence, a program according to the present invention immediately activates the recording of audio and video files, exploiting the hardware of the device on which it is recorded. installed and run, in order to collect useful material to document, in the appropriate locations, the violence suffered by the user.
? Creazione di una rete mesh: qualora ci siano impedimenti hardware all?inoltro dell?allarme, a puro titolo indicativo non vincolante, n? limitante, mancata connessione ad una rete dati, malfunzionamento di uno dei moduli di comunicazione del device su cui il programma ? in esecuzione, ecc. il programma stesso sfrutta gli altri protocolli di comunicazione configurati per ricercare, a portata di raggio d?azione, altri dispositivi su cui siano installate altre copie del medesimo software. Se individuati, verr? avviata la procedura di connessione e pairing tra i dispositivi, con chiavi di sicurezza asincrone; i dispositivi formeranno una rete mesh privata di comunicazione ed il segnale di allarme, i contatti di riferimento della vittima e tutti i dati pertinenti, verranno trasmessi dal dispositivo generante a tutti quelli abbinati in maniera tale da sfruttare il loro hardware per l?inoltro della richiesta di aiuto. Contestualmente, sui dispositivi abbinati verr? inviata una notifica che richiede l?intervento dei loro proprietari, al fine di ridurre i tempi di reazione e scongiurare, se possibile, conseguenze gravi alla vittima. ? Invio dei files registrati e degli output generati ad un repository dedicato sulla piattaforma cloud, da utilizzare successivamente come storico e come fonte informazioni che comprovino e dimostrino la violenza nelle, eventuali, sedi opportune. ? Creation of a mesh network: if there are hardware impediments to forwarding the alarm, purely indicative, non-binding, nor? limiting, lack of connection to a data network, malfunction of one of the communication modules of the device on which the program is? running, etc. the program itself exploits the other communication protocols configured to search, within range, for other devices on which other copies of the same software are installed. If identified, will started the connection and pairing procedure between the devices, with asynchronous security keys; the devices will form a private communication mesh network and the alarm signal, the victim's reference contacts and all relevant data will be transmitted from the generating device to all the matched ones in such a way as to exploit their hardware for forwarding the request of help. At the same time, on the paired devices it will come sent a notification requesting the intervention of their owners, in order to reduce reaction times and avoid, if possible, serious consequences for the victim. ? Sending of the recorded files and the generated outputs to a dedicated repository on the cloud platform, to be used later as a history and as a source of information that proves and demonstrates the violence in the appropriate locations, if any.
Breve descrizione dei disegni allegati Brief description of the attached drawings
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della soluzione tecnica proposta saranno maggiormente evidenti nella seguente descrizione di una forma realizzativa preferita, ma non esclusiva, rappresentata, a titolo esemplificativo e non limitativo, nelle n.12 tavole di disegni allegate, nelle quali: Further characteristics and advantages of the proposed technical solution will be more evident in the following description of a preferred, but not exclusive, embodiment, represented, by way of non-limiting example, in the 12 attached tables of drawings, in which:
La Fig.1 mostra uno schema semplificato di funzionamento dell?intero sistema con la rappresentazione delle connessioni tra capo di abbigliamento, dispositivo mobile, piattaforma in cloud e dispositivi dei contatti registrati. Fig.1 shows a simplified scheme of operation of the entire system with the representation of the connections between the item of clothing, the mobile device, the cloud platform and the devices of the registered contacts.
Le Fig.2 e 3 rappresentano fronte e retro di un capo di abbigliamento o indumenti secondo la presente invenzione con indicazione delle aree impiegabili a titolo esemplificativo per l?inserimento della sensoristica e dell?elettronica di controllo. Figures 2 and 3 show the front and back of an item of clothing or garments according to the present invention with indication of the areas which can be used by way of example for inserting the sensors and the control electronics.
Le Fig.4 e 5 rappresentano in maniera pi? dettagliata le medesime viste del capo di abbigliamento dellefigure precedenti, con indicazioni della tipologia e del possibile posizionamento dei sensorie con indicazione dei contatti per il fissaggio dell?elettronica di controllo. The Fig.4 and 5 represent in a more detailed the same views of the garment of the previous figures, with indications of the type and possible positioning of the sensors and with indication of the contacts for fixing the control electronics.
La Fig.6 rappresenta il dettaglio di una forma preferenziale di realizzazione dei sensori di pressione. Fig.6 shows the detail of a preferred embodiment of the pressure sensors.
Le Fig.7 e 8 rappresentano in maniera schematica il cablaggio dei sensori, integrato nel capo di abbigliamento. Figs. 7 and 8 schematically represent the wiring of the sensors, integrated in the garment.
Le Fig.9, 10, 11, 12, 13 rappresentano in maniera schematica la centralina con elettronica di controllo ed il suo alloggiamento/custodia protettiva con annesse connessioni per la ricarica e l?ancoraggio al capo di abbigliamento. Figs. 9, 10, 11, 12, 13 schematically represent the control unit with control electronics and its housing/protective case with annexed connections for recharging and anchoring to the garment.
Le Fig.14, 15, 16 e 17 rappresentano in dettaglio due possibili configurazioni per il fissaggio della centralina elettronica di controllo sul capo di abbigliamento. Figs. 14, 15, 16 and 17 show in detail two possible configurations for fixing the electronic control unit to the garment.
La Fig.18 mostra uno schema semplificato, per blocchi, della scheda elettronica. Fig.18 shows a simplified diagram, by blocks, of the electronic card.
La Fig. 19 rappresenta il diagramma a blocchi del metodo di acquisizione ed inoltro dei dati secondo la presente invenzione. Fig. 19 represents the block diagram of the data acquisition and forwarding method according to the present invention.
La Fig. 20 rappresenta il diagramma a blocchi di un metodo di apprendimento automatico per l?analisi dei dati e per l?inoltro dell?eventuale segnale di allarme. Fig. 20 represents the block diagram of an automatic learning method for data analysis and for forwarding any alarm signal.
La Fig.21 rappresenta le logiche di analisi dei dati impiegate secondo la realizzazione proposta. La Fig.22 mostra uno schema semplificato di creazione di una rete mesh tra dispositivi compatibili detta rete essendo impiegabile per l?inoltro di messaggi di allarme. Fig.21 represents the data analysis logics employed according to the proposed embodiment. Fig.22 shows a simplified scheme for creating a mesh network between compatible devices, said network being usable for forwarding alarm messages.
Modo migliore per attuare l?invenzione Best way to implement the invention
Con riferimento ai disegni allegati, ed in particolare alla Fig.1 degli stessi, ? rappresentata la forma preferenziale di realizzazione di un sistema per il rilevamento, il riconoscimento e l?intervento per contrastare la violenza fisica a danno di persone (100) in cui i dati pertinenti alla classificazione ed al riconoscimento di un atto di violenza, di un malessere o di una situazione di pericolo vengono raccolti in maniera discreta e riservata per mezzo di un capo di abbigliamento o indumento (101); detto capo di abbigliamento (101) essendo caratterizzato da aree sensorizzate (102) equipaggiate con sensori di diverso tipo cinetico e/o biometrico i cui dati vengono raccolti e pre-processati da una centralina di controllo (103) e , dopo una prima uniformazione, inviati attraverso un canale di comunicazione (104) ad un dispositivo mobile (105) equipaggiato con un software ad apprendimento automatico, detto software essendo installabile su dispositivi mobili (105) di uso comune e reperibili senza limitazioni sul mercato. Detto software essendo impiegabile per analizzare e classificare i segnali raccolti nelle aree sensorizzate (102) del capo di abbigliamento (101) al fine di riconoscere il contesto, la situazione ed il tipo di interazione in atto. Qualora gli esiti della classificazione risultino compatibili con una violenza, un malessere od una situazione di pericolo, il software avvia la registrazione di materiale audio visivo che certifichi quanto sta accadendo ed invia un segnale di allarme (106), con svariate metodologie e protocolli di comunicazione, a contatti e numeri preimpostati dall?utente in fase di primo avvio. Se, a causa di guasti, malfunzionamenti e/o impedimenti di natura tecnica, l?inoltro diretto dell?allarme (106) non risultasse possibile, un sistema secondo la presenti invenzione, ricerca, all?interno del campo di portata dei moduli di comunicazione del dispositivo mobile (105), ulteriori dispositivi mobili compatibili con esso, ossia dispositivi recanti un?altra installazione del medesimo software, tramite i quali allertare entit? ed i contatti preregistrati; ad allarme (106) inoltrato il materiale audio-video registrato viene inoltrato ad un server in cloud (107) per lo storage ed il recupero successivo quale evidenza dell?azione violenta o dell?accaduto. La comunicazione (104) tra il capo di abbigliamento (101) ed i dispositivi compatibili recanti una copia del software abbinato, avviene attraverso svariati protocolli: With reference to the attached drawings, and in particular to Fig.1 thereof, ? represented the preferential form of implementation of a system for the detection, recognition and intervention to combat physical violence against people (100) in which the data pertinent to the classification and recognition of an act of violence, an illness or of a dangerous situation are collected in a discreet and confidential manner by means of an item of clothing or garment (101); said item of clothing (101) being characterized by sensored areas (102) equipped with sensors of different kinetic and/or biometric types whose data are collected and pre-processed by a control unit (103) and, after a first standardization, sent through a communication channel (104) to a mobile device (105) equipped with automatic learning software, said software being installable on commonly used mobile devices (105) and available without limitations on the market. Said software being usable to analyze and classify the signals collected in the sensorized areas (102) of the garment (101) in order to recognize the context, the situation and the type of interaction taking place. If the results of the classification are compatible with violence, malaise or a dangerous situation, the software starts recording audio-visual material that certifies what is happening and sends an alarm signal (106), with various methodologies and communication protocols , to contacts and numbers preset by the user during the first start-up. If, due to failures, malfunctions and/or impediments of a technical nature, direct forwarding of the alarm (106) is not possible, a system according to the present invention searches, within the range of the communication modules of the mobile device (105), further mobile devices compatible with it, i.e. devices bearing another installation of the same software, through which to alert entities? and the pre-registered contacts; once the alarm (106) has been sent, the recorded audio-video material is forwarded to a cloud server (107) for storage and subsequent recovery as evidence of the violent action or what happened. The communication (104) between the item of clothing (101) and the compatible devices carrying a copy of the associated software takes place through various protocols:
? BLUETOOTH LOW ENERGY (BTLE 4.0); ? BLUETOOTH LOW ENERGY (BTLE 4.0);
? WI-FI (IEEE 802.11xx); ? WIFI (IEEE 802.11xx);
? NFC (13,56 MHz); ? NFC (13.56MHz);
In via preferenziale non limitativa, n? vincolante, la comunicazione tra capo di abbigliamento (101) ed il dispositivo mobile (103) abbinato avviene, in prima istanza, tramite protocollo BLUETOOTH. Qualora tale tipo di comunicazione non fosse possibile, il capo di abbigliamento tenta di avviare una connessione e conseguente comunicazione tramite protocollo Wi-Fi ed ancora NFC. Se nessuno dei tentativi porta alla realizzazione del pairing l?elettronica di controllo (103) posta sul capo di abbigliamento (101) allerta l?utente per permettergli di intervenire e ripristinare almeno una delle connessioni. L?allerta all?utente avviene, in maniera preferenziale non vincolante, n? limitante, tramite segnalazione aptica, ossia vibrazione di una centralina di controllo (103) posta sul capo di abbigliamento (101). In a non-limiting preferential way, n? binding, the communication between the item of clothing (101) and the combined mobile device (103) takes place, in the first instance, via BLUETOOTH protocol. If this type of communication is not possible, the garment tries to start a connection and consequent communication via Wi-Fi protocol and NFC again. If none of the attempts leads to pairing, the control electronics (103) located on the garment (101) alerts the user to allow him to intervene and restore at least one of the connections. The alert to the user takes place, in a non-binding preferential way, nor? limiting, by means of haptic signaling, i.e. vibration of a control unit (103) placed on the garment (101).
L?inoltro dell?allarme da parte del dispositivo mobile (105) che ha identificato una situazione di violenza avviene, in via preferenziale non limitante, utilizzando i seguenti metodi e protocolli di comunicazione, in accordo con quanto impostato dall?utente in fase di primo avvio del software e compatibilmente con le possibilit? tecniche del dispositivo mobile (105) su cui il programma ? attivo: The forwarding of the alarm by the mobile device (105) which has identified a situation of violence takes place, in a preferential but not limiting way, using the following communication methods and protocols, in accordance with what is set by the user in the first phase launch of the software and compatibly with the possibilities? techniques of the mobile device (105) on which the program ? active:
? Invio di un messaggio di testo preimpostato (108) ad un numero di telefono tramite protocollo GSM/LTE; ? Sending a preset text message (108) to a phone number via GSM/LTE protocol;
? Attivazione di una chiamata vocale con messaggio preregistrato (109) tramite la rete GSM/LTE; ? Activation of a voice call with pre-recorded message (109) via the GSM/LTE network;
? Invio di una mail con messaggio di testo preimpostato (110) tramite protocollo GSM/LTE o Wi-Fi per mezzo di reti internet pubbliche o private. ? Sending an email with a pre-set text message (110) via GSM/LTE protocol or Wi-Fi via public or private internet networks.
Tutti i messaggi inoltrati, indipendentemente dalla tipologia e dal protocollo utilizzato, trasmetteranno i dati della persona che sta subendo la violenza, la richiesta di intervento e la geolocalizzazione del dispositivo mobile (105) al momento dell?invio del segnale di allarme (106). La comunicazione con la piattaforma di cloud storage (107) dei dati avviene attraverso gli stessi canali e protocolli, con preferenza per il protocollo GSM/LTE rispetto a quello internet. All forwarded messages, regardless of the type and protocol used, will transmit the data of the person suffering the violence, the request for intervention and the geolocation of the mobile device (105) at the time the alarm signal is sent (106). Communication with the data cloud storage platform (107) takes place through the same channels and protocols, with preference for the GSM/LTE protocol over the internet one.
Con riferimento alle Fig. 2 e 3 la forma preferenziale di realizzazione della presente invenzione, prevede capo di abbigliamento (101) rappresentato a titolo esemplificativo da un body a manica corta, appositamente studiato e realizzato, che integra, come anticipato, opportune e convenienti aree sensorizzate (102) equipaggiate con sensori cinetici e biometrici i cui segnali sono raccolta attraverso una circuiteria distribuita che convoglia i segnali in un centro di raccolta (111) per essere successivamente elaborati dalla centralina di controllo (103) . La scelta di realizzare come esempio non limitante ma primario un body a manica corta ? dettata dalla volont? di realizzare un indumento di facile vestibilit? ed usabilit?: nella forma di realizzazione ed utilizzo preferenziale della presente invenzione, infatti, un body a manica corta pu? essere convenientemente indossato quotidianamente al di sotto dei normali abiti, in ogni stagione ed occasione, fornendo quindi un sistema di monitoraggio sicuro, continuativo ed invisibile agli occhi di un eventuale aggressore. In forme di realizzazione alternative della presente invenzione, il capo di abbigliamento (101) potr? essere costituito da un body realizzato con manica lunga o senza manica, in abbinamento ad abiti da sera o da cerimonia. In almeno un?altra forma alternativa di realizzazione detto indumento (101) potr? essere un completo da fitness formato, a puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante, da un top smanicato ed un paio di leggings lunghi, da indossare per l?attivit? fisica indoor ed outdoor. With reference to Figs. 2 and 3, the preferred embodiment of the present invention provides for an item of clothing (101) represented by way of example by a specially designed and manufactured short-sleeved bodysuit, which integrates, as anticipated, suitable and convenient areas sensors (102) equipped with kinetic and biometric sensors whose signals are collected through a distributed circuitry which conveys the signals to a collection center (111) to be subsequently processed by the control unit (103). The choice to create a short-sleeved bodysuit as a non-limiting but primary example? dictated by the will? to create a garment that is easy to wear and usability: in the preferred embodiment and use of the present invention, in fact, a short-sleeved bodysuit can be conveniently worn daily under normal clothes, in every season and occasion, thus providing a secure, continuous and invisible monitoring system to the eyes of a possible attacker. In alternate embodiments of the present invention, the garment (101) may be made up of a body made with long or sleeveless sleeves, combined with evening or formal wear. In at least one other alternative embodiment said garment (101) will be able to be a complete fitness format, purely by way of non-binding example, nor? limiting, from a sleeveless top and a pair of long leggings, to wear for the activity? indoor and outdoor physics.
Le succitate zone sensorizzate (102) sono destinate ad ospitare dei sensori impiegati per acquisire segnali di tipo cinetico e/o biometrico, detti segnali essendo successivamente raccolti, analizzati, elaborati ed impiegati per il monitoraggio e l?individuazione di situazioni di potenziale pericolo. Detti sensori essendo distribuiti entro dette zone (112) secondo specifiche richieste tecniche volte ad ottenere: The aforementioned sensorized areas (102) are intended to house sensors used to acquire signals of the kinetic and/or biometric type, said signals being subsequently collected, analysed, processed and used for monitoring and identifying situations of potential danger. Said sensors being distributed within said areas (112) according to specific technical requests aimed at obtaining:
? Punti di repere biometrici: i segnali biometrici raccolti dal sistema necessitano di punti di raccolta precisi ed univoci che garantiscano l?acquisizione di un segnale utile, pulito e fruibile. ? Biometric reference points: the biometric signals collected by the system require precise and unambiguous collection points that guarantee the acquisition of a useful, clean and usable signal.
? Punti di repere cinetici: i punti per la raccolta dei segnali cinetici e pressori, sono stati scelti in base ad uno studio della dinamica delle violenze, delle interazioni tra l?aggressore e la vittima, delle parti del corpo maggiormente esposte e quelle che istintivamente vengono usate per la protezione. ? Kinetic reference points: the points for the collection of kinetic and pressure signals have been chosen on the basis of a study of the dynamics of the violence, of the interactions between the aggressor and the victim, of the most exposed parts of the body and those which are instinctively used for protection.
n conseguenza di quanto esposto nella forma di realizzazione preferenziale della presente invenzione, le zone di acquisizione (102) equipaggiate con sensori atti a rilevare detti segnali cinetici e biometrici sono le seguenti: As a consequence of what has been described in the preferred embodiment of the present invention, the acquisition zones (102) equipped with sensors able to detect said kinetic and biometric signals are the following:
? Zona sterno pettorale, con localizzazione principale sul cinto sotto pettorale e ascellare; ? Zona inguinale, con le zone di inserzione dell?articolazione tra gamba ed anca; ? Sternum-pectoral area, with the main localization on the under-pectoral and axillary girdle; ? Inguinal area, with the insertion areas of the joint between the leg and hip;
? Glutei; ? Buttocks;
? Cinto scapolare e porzione superiore della colonna fino alla base del collo; ? Shoulder girdle and upper portion of the spine up to the base of the neck;
? Nella forma di realizzazione preferenziale della presente invenzione, la fascia superiore del braccio (bicipite e tricipite brachiali); ? In the preferred embodiment of the present invention, the upper arm band (brachial biceps and triceps);
? In almeno una delle forme di realizzazione alternative della presente invenzione, viene aggiunta la zona dell'avambraccio, utilizzato istintivamente a protezione di testa e corpo in caso di aggressione. ? In at least one of the alternative embodiments of the present invention, the forearm area is added, instinctively used to protect the head and body in case of aggression.
In riferimento ai disegni allegati e particolarmente alle Fig.4 e 5 si rappresentano in maniera pi? dettagliata il posizionamento e la tipologia dei sensori utilizzati per acquisire i succitati segnali cinetici e biometrici, detti sensori essendo posizionabili ad esempio secondo il seguente schema preferenziale in cui: With reference to the attached drawings and particularly to Figs. 4 and 5, they are represented in a more detailed the positioning and type of sensors used to acquire the aforementioned kinetic and biometric signals, said sensors being positioned for example according to the following preferential scheme in which:
Segnali cinetici vengono raccolti mediante sensori di pressione o cinetici (112) distribuiti sul capo di abbigliamento (101) come segue: Kinetic signals are collected by pressure or kinetic sensors (112) distributed on the garment (101) as follows:
o N. 8 sensori posizionati lungo il margine inferiore dei pettorali nella zona inferiore del seno, 4 per lato; o N. 8 sensors positioned along the lower edge of the pectorals in the lower area of the breast, 4 on each side;
o N. 6 sensori posizionati nella zona inguinale lungo la linea di giunzione bacino/gamba dell?articolazione dell?anca, 3 per lato; o N. 6 sensors positioned in the groin area along the pelvis/leg junction line of the hip joint, 3 on each side;
o N. 4 sensori posizionati sulla parte omerale del braccio, 2 anteriori e 2 posteriori; o N. 6 sensori posizionati nella zona dei glutei lungo il bordo inferiore/posteriore del body, in corrispondenza della linea mediana del grande gluteo.3 per lato; o N. 4 sensors positioned on the humeral part of the arm, 2 anterior and 2 posterior; o N. 6 sensors positioned in the buttock area along the lower/rear edge of the body, in correspondence with the midline of the gluteus maximus. 3 per side;
o N. 6 sensori posizionati lungo linea scapolare inferiore, 3 per lato; o N. 6 sensors positioned along the lower scapular line, 3 on each side;
o N. 2 sensori posizionati lungo la colonna vertebrale, a partire dalla linea mediana scapolare a salire verso il collo. o N. 2 sensors positioned along the vertebral column, starting from the midline of the scapular up towards the neck.
Ulteriori segnali cinetici sono raccolti mediante piattaforme inerziali (113) posizionate sul capo di abbigliamento (101) come segue: Further kinetic signals are collected by inertial platforms (113) positioned on the garment (101) as follows:
o N. 1 piattaforma inerziale (113), IMU, composta da un accelerometro a 3 assi, un giroscopio ed un magnetometro, posizionata in corrispondenza della zona di alloggiamento e connessione della centralina elettronica di controllo (107). In almeno una delle forme di realizzazione alternative la piattaforma inerziale viene inserita direttamente all?interno della scheda elettronica di controllo (107); o N. 1 inertial platform (113), IMU, composed of a 3-axis accelerometer, a gyroscope and a magnetometer, positioned in correspondence with the housing and connection area of the electronic control unit (107). In at least one of the alternative embodiments the inertial platform is inserted directly inside the electronic control card (107);
o N. 2 piattaforme inerziali (113) posizionate sulle braccia, in corrispondenza dei sensori di pressione (112); o N. 2 inertial platforms (113) positioned on the arms, in correspondence with the pressure sensors (112);
? Segnali biometrici: ? Biometric signals:
o Segnale ECG (ecocardiogramma): raccolto mediante 10 sensori/ punti di acquisizione (114) posizionati nelle zone sensorizzata (102) corrispondenti alle anse addominali, sulla linea mediana clavicolare, ai lati del terzo sternale e lungo il margine inferiore del pettorale sinistro, dallo sterno al cavo ascellare; o ECG signal (echocardiogram): collected by 10 sensors/acquisition points (114) positioned in the sensorized areas (102) corresponding to the abdominal loops, on the clavicular midline, on the sides of the sternal third and along the lower border of the left pectoral, from sternum to armpit;
o Segnale di frequenza respiratoria: la frequenza e l?ampiezza respiratoria vengono lette tramite un estensimetro resistivo inserito nel body: una fascia di tessuto conduttivo (115), integrata all?altezza del petto, e pi? in particolare nella fascia di inserzione inferiore dei pettorali, poco sopra al diaframma, subisce delle deformazioni in conseguenza degli atti respiratori; tali deformazioni, che avvengono sia sull?asse longitudinale (aumento di lunghezza), che su quello trasversale (riduzione della larghezza) comportano un aumento quadratico della resistenza del fascia stessa. Nella forma di realizzazione preferenziale della presente invenzione la fascia conduttiva ? realizzata tramite un tessuto tecnico metallizzato, ottenuto, a puro titolo indicativo non vincolante, n? limitante, con l?utilizzo di un mix di fibre sintetiche (poliammide, poliestere, elastomero, ecc.) rivestite di argento ed isolate tramite un coating in TPU. In altre forme realizzative alternative possono essere utilizzati filati in argento o altro metallo conduttivo sufficientemente duttile; o Respiratory frequency signal: the respiratory frequency and amplitude are read via a resistive strain gauge inserted into the body: a band of conductive fabric (115), integrated at chest height, and more? in particular in the lower insertion band of the pectorals, just above the diaphragm, it undergoes deformations as a result of respiratory acts; these deformations, which occur both on the longitudinal axis (increase in length) and on the transversal one (reduction in width) involve a quadratic increase in the resistance of the band itself. In the preferred embodiment of the present invention the conductive band is made using a metallic technical fabric, obtained, purely by way of non-binding indication, n? limiting, with the use of a mix of synthetic fibers (polyamide, polyester, elastomer, etc.) coated with silver and insulated with a TPU coating. In other alternative embodiments, yarns made of silver or other sufficiently ductile conductive metal can be used;
o Temperatura: nella forma di realizzazione preferenziale della presente invenzione, il sensore di temperatura (116) si trova nella parte centrale della fascia toracica, in prossimit? del processo xifoideo; in una forma alternative, detto sensore si trova su una delle maniche del body, in prossimit? della porzione interna del polso; in almeno un?altra forma realizzativa alternativa, il sensore si trova su di un fianco, a livello del costato; o Temperature: in the preferred embodiment of the present invention, the temperature sensor (116) is located in the central part of the chest strap, close to the of the xiphoid process; in an alternative form, said sensor is located on one of the sleeves of the body, near? of the inner portion of the wrist; in at least one other alternative embodiment, the sensor is located on a side, at side level;
o GSR (Galvanic Skin Response) : la risposta galvanica della pelle viene utilizzata per la misurazione dei livelli di stress dell?utente, poich? la conduttivit? della pelle varia sotto l?azione del sistema nervoso simpatico. Il sensore GSR (117), nella forma di realizzazione preferenziale del trovato, viene posizionato sul margine inferiore del pettorale destro, in prossimit? del cavo ascellare. o GSR (Galvanic Skin Response) : the galvanic response of the skin is used to measure the user's stress levels, since? the conductivity? of the skin varies under the action of the sympathetic nervous system. The GSR sensor (117), in the preferred embodiment of the invention, is positioned on the lower edge of the right pectoral, close to the of the axillary cable.
Con riferimento alle figure precedenti un capo di abbigliamento (101) secondo la presente invenzione ? dotato di una centralina elettronica/elettronica di controllo (103) , di dimensioni ridotte, comprendente: With reference to the preceding figures, an item of clothing (101) according to the present invention ? equipped with a small electronic/control unit (103), comprising:
? Un sistema di pre-amplificazione dei segnali; ? A signal pre-amplification system;
? Un sistema di condizionamento dei segnali; ? A signal conditioning system;
? Un convertitore A/D; ? An A/D converter;
? un microprocessore; ? a microprocessor;
? Un modulo di memoria; ? A memory module;
? Un modulo di comunicazione wireless; ? A wireless communication module;
? Una batteria di alimentazione; ? A power battery;
? Una porta micro USB per la ricarica del dispositivo e trasmissione dati. ? A micro USB port for device charging and data transmission.
Detto sistema ? adibito allo svolgimento dei seguenti compiti: Said system? assigned to carry out the following tasks:
? Gestione ed alimentazione dei sensori integrati nel vestito; ? Management and power supply of the sensors integrated in the suit;
? Preamplificazione dei relativi segnali; ? Preamplification of the relative signals;
? Condizionamento di detti segnali; ? Conditioning of said signals;
? Conversione di detti segnali da analogici a digitali; ? Converting said signals from analog to digital;
? Pre-analisi di detti segnali con raffronto a soglia grazie a dataset e tabelle auto compilanti. ? Invio dei segnali sopra soglia al software sul dispositivo mobile (105) per la classificazione e identificazione dell?evento ed eventuale invio di un allarme (106). ? Pre-analysis of these signals with comparison to the threshold thanks to datasets and self-filling tables. ? Sending of signals above the threshold to the software on the mobile device (105) for the classification and identification of the event and possible sending of an alarm (106).
I sensori sia cinetici sia biometrici precedentemente descritti sono totalmente integrati nel tessuto del capo di abbigliamento ed essi stessi realizzati in tessuto conduttivo, necessitano di alimentazione esterna, che ricevono dalla succitata centralina elettronica di controllo (103). Nella forma di realizzazione preferenziale dell?invenzione presentata, i sensori utilizzati sono di tipo piezoresistivo, per quanto concerne la rilevazione dei dati cinetici, e capacitivi per i segnali biometrici, hanno un consumo medio di circa 2.5 mW l?uno e vengono alimentati a 5V da una batteria ricaricabile, agli ioni di Litio, integrata nella centralina elettronica di controllo (103). Nella sua forma di realizzazione preferenziale, in un sistema secondo la presente invenzione, il consumo complessivo in condizioni di normale funzionamento ? di 1 Wh, con picchi di 2Wh nei momenti di ricerca dei dispositivi abbinati e di invio dei dati; per poter garantire adeguata operativit? e protezione all?utente, ossia almeno 4 ore di funzionamento continuativo, la batteria ha una capacit? di 1.200 mAh. In almeno una forma di realizzazione alternativa, la batteria pu? essere di dimensioni ridotte, a tutto vantaggio della miniaturizzazione del sistema e del confort di utilizzo, prevedendo tuttavia un funzionamento pi? limitato nel tempo. Both the kinetic and biometric sensors described above are totally integrated in the fabric of the garment and themselves made of conductive fabric, requiring external power supply, which they receive from the aforementioned electronic control unit (103). In the preferred embodiment of the invention presented, the sensors used are of the piezoresistive type, as regards the detection of kinetic data, and capacitive for biometric signals, have an average consumption of about 2.5 mW each and are powered at 5V by a lithium-ion rechargeable battery integrated in the electronic control unit (103). In its preferred embodiment, in a system according to the present invention, the overall consumption under normal operating conditions ? of 1 Wh, with peaks of 2Wh when searching for paired devices and sending data; in order to ensure adequate operation? and protection to the user, i.e. at least 4 hours of continuous operation, the battery has a capacity? of 1,200mAh. In at least one alternative embodiment, the battery can be of reduced dimensions, to the benefit of the miniaturization of the system and the comfort of use, providing, however, a more? limited in time.
In riferimento ai disegni allegati e particolarmente alla Fig.6 ? rappresentata una forma realizzativa preferenziale per un sensore cinetico di pressione (112) impiegato nelle aree sensorizzate (102) dell?indumento (101). Secondo l?invenzione proposta detti sensori cinetici di pressione (112) sono realizzati in tessuto conduttivo, per garantirne flessibilit? e massima aderenza al corpo durante tutti gli utilizzi; detto tessuto ? realizzato in fibra sintetica rivestita da argento o altro materiale conduttivo e duttile ed isolato rispetto all?ambiente esterno a mezzo di un coating micrometrico di poliuretano termoplastico (TPU). Sul tessuto ? realizzato il circuito di captazione del segnale pressorio: nella forma realizzativa preferenziale della presente invenzione il circuito captante viene realizzando cucendo, secondo la geometria mostrata in Fig.6, un filo conduttivo isolato (118), rispetto al tessuto ed all?ambiente esterno, tramite un coating micrometrico di polimero non conduttivo. Applicando una corrente elettrica (I) a detto filo conduttivo (118), esso restituir?, in fase di inoperativit? e di precarico, una determinata resistenza; questo valore viene registrato come soglia di calibrazione ad ogni utilizzo di un vestito secondo il trovato. Quando il sensore (112) viene sottoposto ad una pressione che lo deforma, in particolare lungo l?asse z, perpendicolare al piano di realizzazione del circuito col filo conduttivo (118), la sua resistenza varia con proporzionalit? quadratica rispetto allo scostamento dalla condizione iniziale; i valori iniziali e quelli delle misurazioni successive, comparati tra loro e con una tabella di valori di riferimento, con appropriate integrazioni nel tempo, determinano la natura dell?evento che ha generato la pressione su uno o pi? dei sensori cinetici di pressione (112) eccitati. With reference to the accompanying drawings and particularly to Fig.6 ? shown is a preferred embodiment for a kinetic pressure sensor (112) used in the sensor areas (102) of the garment (101). According to the proposed invention, said kinetic pressure sensors (112) are made of conductive fabric, to guarantee their flexibility. and maximum adherence to the body during all uses; said fabric? made of synthetic fiber coated with silver or other conductive and ductile material and isolated from the external environment by means of a micrometric coating of thermoplastic polyurethane (TPU). On the fabric? the circuit for capturing the pressure signal has been created: in the preferred embodiment of the present invention, the capturing circuit is created by sewing, according to the geometry shown in Fig.6, an insulated conductive thread (118), with respect to the fabric and the external environment, through a micrometric coating of non-conductive polymer. By applying an electric current (I) to said conductive wire (118), it will return, in the inoperative phase, and preload, a given resistance; this value is recorded as a calibration threshold each time a garment according to the invention is used. When the sensor (112) is subjected to a pressure which deforms it, in particular along the z axis, perpendicular to the construction plane of the circuit with the conductive wire (118), its resistance varies with proportionality quadratic with respect to the deviation from the initial condition; the initial values and those of subsequent measurements, compared with each other and with a table of reference values, with appropriate integrations over time, determine the nature of the event that generated the pressure on one or more? of the kinetic pressure sensors (112) energized.
In almeno una forma realizzativa alternativa della presente invenzione, il sensore di pressione (112), non ? integrato nel tessuto come filo conduttivo (118), ma viene applicato su di esso: in tale variante, il sensore ? formato da un substrato flessibile ed altamente deformabile come, a puro titolo esemplificativo non limitante, n? vincolante, una gomma polimerica o una gomma siliconica, al cui interno si trova il circuito captante, realizzato con diverso materiale conduttivo duttile e flessibile. In almeno un?altra forma realizzativa alternativa, i sensori, sia pressori (112) che biometrici (114), sono realizzati utilizzando nanofili d?argento in una matrice polimerica micrometrica. In at least one alternative embodiment of the present invention, the pressure sensor (112), is not? integrated in the fabric as a conductive thread (118), but is applied to it: in this variant, the sensor is formed by a flexible and highly deformable substrate such as, purely by way of a non-limiting example, nor? binding, a polymeric rubber or a silicone rubber, inside which there is the picking circuit, made with different ductile and flexible conductive material. In at least another alternative embodiment, the sensors, both pressure (112) and biometric (114), are made using silver nanowires in a micrometric polymeric matrix.
Con riferimento ai disegni allegati ed alle Figure 7 e 8 ? illustrato in dettaglio il sistema di cablaggio integrato nel capo di abbigliamento: nella forma di realizzazione preferenziale della presente invenzione, il cablaggio e le connessioni dei sensori cinetici (112), (113) e biometrici (114), (115), (116), (117) con la centralina di comando (103) avvengono mediante l?utilizzo di fili conduttivi (119) cuciti all?interno del tessuto. Questi fili convogliano tutti i segnali ad un centro di raccolta (111) dove i segnali si accentrano e vengono ulteriormente trasmessi con ulteriori fili conduttivi (119) alla centralina elettronica di controllo (103). Detti fili conduttivi (119) sono realizzati, a puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante, in fibra sintetica, elastomerica, addizionata con polveri metalliche, metalli duttili o altro materiale affine, e sono rivestiti da un coating isolante realizzato in materiale polimerico, TPU o affini. I segnali elettrici presi sulla superficie del corpo sono soggetti a molteplici interferenze e rumori dettati non solo dallo stato di moto del corpo stesso, ma anche dall?ambiente circostante con fonti di radiazioni elettromagnetiche, trasmissioni dati wireless, ecc. Il cablaggio ha quindi necessit? di essere isolato per garantire un?elevata qualit? e pulizia del segnale; al contempo, tuttavia, l?isolamento non deve essere impattante ed invasivo per non inficiare vestibilit? e comfort del capo di abbigliamento. A puro titolo esemplificativo, un cavo a guaina, a pi? tuniche, normalmente utilizzato in elettronica in applicazioni simili, risulterebbe sconveniente nel trovato. Per ovviare a questo limite, nella sua forma realizzativa preferenziale, il sistema di isolamento del cablaggio sfrutta lo strato isolante esterno dei fili conduttivi (119) utilizzati per realizzare le connessioni e il tessuto conduttivo stesso: la struttura realizzativa del capo di abbigliamento prevede l?utilizzo di materiali tipici dell?industria tessile (tulle, cotone+elastomero, ecc.) con inserti in tessuto conduttivo. Nelle zone di acquisizione dati il tessuto conduttivo ? in diretto contatto con la pelle dell?utilizzatore, mentre nel resto del capo di abbigliamento, che comprende le zone di cablaggio, esso ? posto all?esterno, un inserto cucito al di sopra del materiale normalmente utilizzato. Cos? facendo il tessuto conduttivo assume funzione di schermatura elettromagnetica per la maggior parte delle emissioni che si trovano nei comuni ambienti frequentati quotidianamente ed associato allo strato isolante che avvolge il cavo garantisce l?adeguata schermatura del cablaggio. With reference to the attached drawings and to Figures 7 and 8 ? the wiring system integrated in the garment is illustrated in detail: in the preferred embodiment of the present invention, the wiring and connections of the kinetic (112), (113) and biometric (114), (115), (116) sensors , (117) with the control unit (103) occur through the use of conductive threads (119) sewn inside the fabric. These wires convey all the signals to a collection center (111) where the signals are centralized and are further transmitted with further conductive wires (119) to the electronic control unit (103). Said conductive wires (119) are made, purely by way of non-binding example, n? limiting, in synthetic, elastomeric fiber, added with metal powders, ductile metals or other similar material, and are covered with an insulating coating made of polymeric material, TPU or similar. The electrical signals taken on the surface of the body are subject to multiple interferences and noises dictated not only by the state of motion of the body itself, but also by the surrounding environment with sources of electromagnetic radiation, wireless data transmissions, etc. The wiring therefore needs? to be isolated to ensure a? High quality? and signal cleaning; at the same time, however, the insulation must not be impactful and invasive so as not to affect fit? and comfort of the garment. Purely by way of example, a sheathed cable, a pi? tunics, normally used in electronics in similar applications, would be inconvenient in the invention. To overcome this limitation, in its preferred embodiment, the wiring insulation system exploits the external insulating layer of the conductive wires (119) used to make the connections and the conductive fabric itself: the manufacturing structure of the garment provides for the use of materials typical of the textile industry (tulle, cotton+elastomer, etc.) with inserts in conductive fabric. In the data acquisition areas, is the conductive fabric ? in direct contact with the user?s skin, while in the rest of the garment, which includes the wiring areas, it? placed on the outside, an insert sewn on top of the normally used material. What? by doing the conductive fabric it takes on the function of electromagnetic shielding for most of the emissions found in common environments frequented daily and associated with the insulating layer that surrounds the cable guarantees adequate shielding of the wiring.
Nella forma realizzativa preferenziale, la connessione tra i fili di cablaggio (119) ed i sensori cinetici e/o biometrici avviene, nel caso di fili in fibra sintetica, a mezzo di micro-crimpatura del cablaggio stesso sul terminale del sensore, tipicamente un filo in materiale conduttivo (119); nel caso dei fili metallici isolati, la connessione avviene per microsaldatura dei terminali dei sensori sul cavo. In almeno una forma realizzativa alternativa sia la crimpatura che la saldatura possono essere sostituite da un incollaggio a due strati in cui il primo strato, pi? interno, ? realizzato con materiale conduttivo, a puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante, un adesivo siliconico conduttivo, ed il secondo, esterno, ? realizzato in materiale isolante, per esempio, un adesivo siliconico. La scelta di adesivi siliconici ? dettata dalla necessit? di avere un?ottima adesione tra i componenti, un isolamento rispetto all?ambiente esterno ed un?adeguata flessibilit? ed elasticit? della giunzione che deve seguire i movimenti del corpo senza inficiare il contatto elettrico. In the preferred embodiment, the connection between the wiring wires (119) and the kinetic and/or biometric sensors takes place, in the case of synthetic fiber wires, by means of micro-crimping of the wiring itself on the sensor terminal, typically a wire in conductive material (119); in the case of insulated metal wires, the connection takes place by micro-welding of the sensor terminals on the cable. In at least one alternative embodiment both the crimping and the soldering can be replaced by a two-layer bonding in which the first layer, more? internal, ? made with conductive material, purely by way of non-binding example, n? limiting, a conductive silicone adhesive, and the second, external,? made of an insulating material, for example, a silicone adhesive. The choice of silicone adhesives ? dictated by necessity? to have excellent adhesion between the components, insulation from the external environment and adequate flexibility? and elasticity? of the junction which must follow the movements of the body without affecting the electrical contact.
In riferimento ai disegni allegati e particolarmente alle Fig.9, 10, 11, 12, 13 ? rappresentata la forma di realizzazione preferenziale del trovato, in cui l?elettronica di controllo (103) ? inserita in un alloggiamento (120) comprendente una porzione inferiore (121) ed una porzione superiore (122) realizzato in materiale morbido e flessibile, a puro titolo indicativo non vincolante, n? limitante, silicone, gomma siliconica o materiale affine e dotata di due contatti elettrici a pressione , di tipo poussoir. Detti contatti elettrici a pressione comprenderanno quindi una parte di tipo ?femmina? (123) posizionata sulla porzione inferiore dell?alloggiamento siliconico (121) , detta backcover. mentre i corrispondenti contatti ?maschio? (124) sono posizionati sul capo di abbigliamento (101). Sempre con riferimento alle medesime figure succitate, l?alloggiamento (120) contenente l?elettronica di controllo (103) provvista di unae la batteria ricaricabile tramite connessione (125) che consente il collegamento a power bank o altri dispositivi di ricarica elettronici di uso comune normalmente in dotazione a qualsiasi dispositivo elettronico mobile. With reference to the accompanying drawings and particularly to Figs. 9, 10, 11, 12, 13? represented the preferred embodiment of the invention, in which the control electronics (103) ? inserted in a housing (120) comprising a lower portion (121) and an upper portion (122) made of soft and flexible material, purely by way of non-binding indication, nor? limiting element, silicone, silicone rubber or similar material and equipped with two poussoir type electrical pressure contacts. Said electric pressure contacts will therefore comprise a part of the ?female? type? (123) positioned on the lower portion of the silicone housing (121), called backcover. while the corresponding contacts ?male? (124) are positioned on the item of clothing (101). Again with reference to the same aforementioned figures, the housing (120) containing the control electronics (103) provided with a and the rechargeable battery via connection (125) which allows connection to power banks or other commonly used electronic charging devices normally supplied with any mobile electronic device.
Per rimuovere l?elettronica (107) ? sufficiente afferrare con le mani l?alloggiamento (120) ed esercitare una leggera forza in direzione perpendicolare e coassiale rispetto agli assi mediani di connessione. In questo modo i contatti a pressione (123) verranno sganciati dai corrispondenti contatti maschio (124) posizionati sul capo di abbigliamento (101) e l?elettronica (107) e relativo alloggiamento (120) rimossi, ed essere agevolmente connessi ad un dispositivo di ricarica. La rimozione della scheda di controllo (107) in un sistema secondo la presente invenzione ? necessaria anche per effettuare il lavaggio del capo di abbigliamento (101): separando i componenti elettronici sensibili ed usurabili dall?azione meccanica e chimica del lavaggio, il capo di abbigliamento (101), totalmente inerte e passivo, ? lavabile senza alcun problema con i metodi tipici utilizzati quotidianamente. Per riconnettere la scheda elettronica (103) al capo di abbigliamento (101) ? sufficiente impugnare l?involucro (120) dell?elettronica, accostare i contatti a pressione femmina (123) a quelli maschio (124) presenti sul capo di abbigliamento (107) ed esercitare una forza in direzione coassiale rispetto ai contatti, fino a sentire il rumore che attesti l?avvenuto aggancio. To remove the electronics (107) ? it is sufficient to grasp the housing (120) with the hands and exert a slight force in a perpendicular and coaxial direction with respect to the median connection axes. In this way the pressure contacts (123) will be released from the corresponding male contacts (124) positioned on the garment (101) and the electronics (107) and relative housing (120) removed, and be easily connected to a charging device . The removal of the control board (107) in a system according to the present invention? also necessary to wash the item of clothing (101): by separating the sensitive and usable electronic components from the mechanical and chemical action of washing, the item of clothing (101), totally inert and passive, ? washable without any problem with the typical methods used daily. To reconnect the electronic card (103) to the garment (101) ? it is sufficient to grip the casing (120) of the electronics, bring the female pressure contacts (123) close to the male ones (124) present on the item of clothing (107) and exert a force in a coaxial direction with respect to the contacts, until you hear the noise that certifies that hooking has taken place.
Con riferimento alle tavole di disegni allegate e particolarmente alle Fig.15 e 16 ? presentata una forma preferibile di posizionamento ed aggancio di detto alloggiamento (120) al capo di abbigliamento (101). Secondo questa forma di realizzazione, i contatti maschio (124) sono collocati su di un fianco, in posizione supero posteriore rispetto alla cresta iliaca. Il posizionamento dell'alloggiamento (120) dell'elettronica (103) in questa zona conferisce maggior comfort ed usabilit? quotidiana al trovato, aumentandone la potenziale diffusione e comodit? di impiego tra la popolazione. With reference to the attached drawings and particularly to Figs. 15 and 16 ? presented a preferable form of positioning and hooking said housing (120) to the item of clothing (101). According to this embodiment, the male contacts (124) are located on their side, supero posterior to the iliac crest. The positioning of the housing (120) of the electronics (103) in this area gives greater comfort and usability. daily found, increasing its potential diffusion and convenience? employment among the population.
Con riferimento alle tavole di disegni allegate e particolarmente alle Fig. 16 e 17 ? rappresentata una delle forme alternative di posizionamento ed aggancio di detto alloggiamento (120) dell?elettronica di controllo (107). Secondo questa forma realizzativa l?alloggiamento (120) viene posizionata all?altezza del processo xifoideo, ossia dell?estremit? inferiore dello sterno, in prossimit? della linea mediana addominale. In questo posizione sono quindi ancorati i contatti maschio (124). Infine ? opportuno citare una ulteriore forma di realizzazione alternativa della presente invenzione ove la scheda elettronica (107) non ? rimovibile come nei casi raffigurati e, conseguentemente, i contatti (123) a pressione presenti sulla backcover (121) sono sostituiti da connettori tipici della produzione elettronica; in tale forma realizzativa i terminali del cablaggio incorporato nel tessuto sono sostituiti da flex pcb e connettori piatti che accoppiano con quelli presenti sulla scheda elettronica; in almeno un?altra forma realizzativa alternativa, i flex PBCs sono sostituiti da flex bus, con relativi connettori. With reference to the enclosed tables of drawings and particularly to Figs. 16 and 17 ? shown is one of the alternative forms of positioning and coupling of said housing (120) of the control electronics (107). According to this embodiment, the housing (120) is positioned at the height of the xiphoid process, i.e. at the end? lower sternum, near of the abdominal midline. The male contacts (124) are therefore anchored in this position. In the end ? it is appropriate to mention a further alternative embodiment of the present invention where the electronic card (107) is not? removable as in the cases shown and, consequently, the pressure contacts (123) present on the backcover (121) are replaced by connectors typical of electronic production; in this embodiment the terminals of the wiring incorporated in the fabric are replaced by flex pcb and flat connectors which mate with those present on the electronic card; in at least another alternative embodiment, the flex PBCs are replaced by flex buses, with related connectors.
Il sottosistema di preamplificazione secondo la presente invenzione ? in grado di acquisire e gestire sia segnali cinetici/pressori che segnali biometrici, con valori in tensione sul sensore stesso tipicamente compresi tra 0.5 e 4.0 mV. Nella forma di realizzazione preferenziale ? previsto un preamplificatore che secondo la presente invenzione ha le seguenti caratteristiche: The preamplifier subsystem according to the present invention ? capable of acquiring and managing both kinetic/pressure signals and biometric signals, with voltage values on the sensor itself typically between 0.5 and 4.0 mV. In the preferred embodiment ? a preamplifier is provided which according to the present invention has the following characteristics:
? CMRR >di 80dB; ? CMRR > of 80dB;
? Altra impedenza di ingresso (>10M?); ? Other input impedance (>10M?);
? Guadagno compreso tra 100 e 10.000; ? Earnings between 100 and 10,000;
? Ingressi differenziali; ? Differential inputs;
? Ridotta larghezza di banda; ? Low bandwidth;
? Isolamento. ? Isolation.
Con riferimento alla Fig. 18 ? rappresentato un schema semplificato, per blocchi (126), della scheda elettronica (103). Secondo detto schema i segnali relativi ai sensori cinetici (112), (113) e biometrici (114), (115), (116), (117) vengono acquisiti in condizioni ?quotidiane? di attivit? dell?utilizzatore che, conseguentemente, possono includere stato di veglia ed attivit?, stato di sonno, ecc. Tali condizioni determinano la possibile sovrapposizione di pi? fonti di interferenza sull?acquisizione del segnale stesso. A puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante, il movimento muscolare pi? o meno accentuato crea disturbi nella lettura sia dei segnali cinetici pressori (112), deformando su due dei tre assi i sensori, sia nell?acquisizione dei segnali biometrici, ed in particolare sul segnale ECG (114); per superare questo limite e rendere le letture efficaci, la scheda elettronica (103) integra filtri fisici e digitali che mitigano questi effetti consentendo di acquisire un segnale pulito, stabile e fruibile. In particolare, una scheda elettronica secondo la presente invenzione presenta i seguenti filtri: With reference to Fig. 18 ? shown is a simplified diagram, by blocks (126), of the electronic card (103). According to said scheme, the signals relating to the kinetic (112), (113) and biometric (114), (115), (116), (117) sensors are acquired under ?everyday? conditions? of activity? of the user which, consequently, may include state of wakefulness and activity, state of sleep, etc. These conditions determine the possible overlap of more? sources of interference on the acquisition of the signal itself. By way of non-binding example, n? limiting, the muscle movement pi? or less accentuated, it creates disturbances in the reading both of the pressure kinetic signals (112), deforming the sensors on two of the three axes, and in the acquisition of the biometric signals, and in particular on the ECG signal (114); to overcome this limit and make the readings effective, the electronic board (103) integrates physical and digital filters which mitigate these effects, allowing to acquire a clean, stable and usable signal. In particular, an electronic card according to the present invention has the following filters:
? Filtro passa alto con frequenza di taglio a 0.1 Hz; ? High pass filter with cutoff frequency at 0.1 Hz;
? Filtro passa basso- anti aliasing con frequenza di taglio di 100Hz; ? Low-pass anti-aliasing filter with cutoff frequency of 100Hz;
? Filtri muscolari a 40 e 50 Hz. ? Muscle filters at 40 and 50 Hz.
Il convertitore A/D utilizzato nel trovato ? un sottosistema standard, comunemente inserito nei dispositivi elettronici; a puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante il convertitore ? un integrato a n. 12 canali in ingresso, 8 singoli e 4 differenziali, con risoluzione a 12 bit, e n.2 canali in uscita, con risoluzione ad 11 bit, con frequenza di campionamento massima pari a 10.000 campioni/sec. The A/D converter used in the invention ? a standard subsystem, commonly included in electronic devices; purely by way of non-binding example, n? limiting the converter ? an integrated to n. 12 input channels, 8 single and 4 differential, with 12-bit resolution, and 2 output channels, with 11-bit resolution, with a maximum sampling frequency of 10,000 samples/sec.
Con riferimento alla Fig.19 dei disegni allegati ? rappresentato il sistema di acquisizione ed inoltro dei segnali relativi ai sensori cinetici (112), (113) e biometrici (114), (115), (116), (117) installati sul capo di abbiglimento (101). Il sistema secondo il trovato sin qui descritto nella sua forma preferenziale prevede che l?utente dopo aver indossato il capo di abbigliamento (101) debba anche attivare software abbinato che verr? eseguito in background sul dispositivo mobile (105) su cui ? stato installato. Detto software andr? ad acquisire (se necessario) i dati dei sensori secondo lla seguente metodologia: With reference to Fig.19 of the attached drawings ? represented the system for acquiring and forwarding the signals relating to the kinetic (112), (113) and biometric (114), (115), (116), (117) sensors installed on the garment (101). The system according to the invention described up to now in its preferred form provides that the user, after putting on the item of clothing (101), must also activate the associated software which will be run in the background on the mobile device (105) on which ? been installed. Said software will go? to acquire (if necessary) the sensor data according to the following methodology:
? Ogni volta che il capo di abbigliamento (101) viene indossato ed attivato, i sensori cinetici e biometrici iniziano a rilevare i segnali direttamente dal corpo e la centralina elettronica (103) li elabora; ? Every time the item of clothing (101) is worn and activated, the kinetic and biometric sensors start detecting the signals directly from the body and the electronic control unit (103) processes them;
? Se il capo di abbigliamento (101) ? stato appena indossato, i segnali vengono letti e registrati nella memoria della centralina elettronica (103) come valori di taratura del sistema e soglia di funzionamento; ? If the item of clothing (101) ? been just worn, the signals are read and recorded in the memory of the electronic control unit (103) as system calibration values and operating threshold;
? Se la soglia di funzionamento ? gi? stata impostata, i segnali in ingresso dai sensori vengono comparati con i valori tabellati: ? If the operating threshold ? already been set, the input signals from the sensors are compared with the tabled values:
o Con valore in ingresso ? ai valori di soglia, i dati vengono scartati, perch? considerati inutili ai fini dell?analisi in quanto ascrivibili ad una condizione standard di sicurezza; o With input value ? to the threshold values, the data are discarded, why? considered useless for the purposes of the analysis as attributable to a standard condition of safety;
o Con valore in ingresso ? ai valori di soglia, i dati vengono inoltrati al software in esecuzione sul dispositivo mobile (105) abbinato per la successiva analisi. o With input value ? at threshold values, the data is forwarded to the software running on the paired mobile device (105) for subsequent analysis.
Questa strategia ha duplice scopo: This strategy has two purposes:
o Risparmio energetico: il modulo di trasmissione wireless ? il collo di bottiglia dei consumi della centralina elettronica di controllo (103) del capo di abbigliamento (101); i suoi consumi sono quelli pi? alti tra tutte le tipologie di componenti a bordo scheda, quindi l?ottimizzazione del suo lavoro permette di dimensionare la batteria in maniera opportuna di ridurre al minimo pesi ed ingombri a vantaggio della vestibilit? e del comfort di utilizzo. Per tale motivo ridurre al minimo le trasmissioni, evitando l?inoltro di dati superflui ed evidentemente non ascrivibili a situazioni di violenza o pericolo, ? un passaggio fondamentale di ottimizzazione. L?individuazione di una soglia di taratura a riposo, registrata immediatamente dopo aver indossato il capo di abbigliamento (101) e quindi in una situazione di tranquillit? ed in un contesto di sicurezza, e la successiva comparazione dei nuovi valori acquisiti con detta soglia vanno in questa direzione: tutti i valori minori o uguali ad essa sono ascrivibili ad una situazione di assoluta sicurezza, quindi il loro inoltro al software per l?analisi approfondita, risulta totalmente superfluo. Al contrario i valori maggiori alla soglia son quelli che potenzialmente possono ricondurre a situazioni di pericolo e quindi ? necessario contestualizzarli ed analizzarli in maniera pi? approfondita. o Energy saving: the wireless transmission module ? the consumption bottleneck of the electronic control unit (103) of the garment (101); its consumptions are those pi? high among all the types of components on board, therefore the? Optimization of its work allows to size the battery in an appropriate way to reduce weight and dimensions to a minimum for the benefit of wearability? and comfort of use. For this reason, reduce transmissions to a minimum, avoiding the forwarding of superfluous data and evidently not attributable to situations of violence or danger, ? a key optimization step. The identification of a calibration threshold at rest, recorded immediately after wearing the garment (101) and therefore in a situation of calm? and in a security context, and the subsequent comparison of the new values acquired with said threshold go in this direction: all values less than or equal to it can be ascribed to a situation of absolute security, therefore their forwarding to the software for analysis thorough, it is totally superfluous. On the contrary, the values greater than the threshold are those that can potentially lead to dangerous situations and therefore ? necessary to contextualize and analyze them in a more? thorough.
o Riduzione del carico computazionale sul dispositivo mobile (105): l?applicazione o software abbinata al capo di abbigliamento (101) viene installata su dispositivi mobili (105) commerciali il cui scopo primario ? quello di fare e ricevere chiamate wireless con protocollo LTE o affini. Su detti dispositivi sono installate una moltitudine di altre applicazioni con carico e priorit? computazionali differenti. Per non andare a gravare in maniera massiva sulle prestazioni del dispositivo mobile (105) e quindi sulle prestazioni del sistema di sicurezza, ? necessario che il processore sia impegnato il meno possibile nell?analisi dei dati ed unicamente quando i dati possano essere ascrivibili a situazioni di pericolo o violenza. Anche in questo caso lo scopo ? pienamente raggiunto con la strategia di pre-analisi ed inoltro implementata nell?elettronica di controllo. o Reduction of the computational load on the mobile device (105): the application or software associated with the garment (101) is installed on commercial mobile devices (105) whose primary purpose is? to make and receive wireless calls with LTE or similar protocol. On these devices are installed a multitude of other applications with load and priority? different computations. In order not to weigh heavily on the performance of the mobile device (105) and therefore on the performance of the security system, ? It is necessary that the processor is engaged as little as possible in data analysis and only when the data can be attributable to situations of danger or violence. Also in this case the purpose? fully achieved with the pre-analysis and forwarding strategy implemented in the control electronics.
Con riferimento ai disegni allegati e particolarmente alla Fig.20 ? illustrato il diagramma di flusso (128)relativo al funzionamento del programma installabile sul dispositivo mobile (105) ed in particolare: With reference to the attached drawings and particularly to Fig.20 ? illustrated the flow chart (128) relating to the operation of the program that can be installed on the mobile device (105) and in particular:
? Al primo avvio del programma, in fase di configurazione prevendita, vengono settate le soglie utilizzate dall?algoritmo di analisi per la classificazione; detti valori sono: ? When the program is started for the first time, in the presale configuration phase, the thresholds used by the analysis algorithm for classification are set; these values are:
o Soglie cinetiche: o Kinetic thresholds:
? accelerazione/decelerazione, in termini di forza rilevata rispetto alla massa dell?oggetto; ? acceleration/deceleration, in terms of force detected with respect to the mass of the object;
? inclinazione del corpo dell?utilizzatore rispetto ad un asse ideale (stazione eretta); ? inclination of the user?s body with respect to an ideal axis (standing position);
? Posizione dell?utente rispetto ad un campo magnetico. ? Position of the user in relation to a magnetic field.
Queste soglie vengono configurate come valore di scostamento rispetto alla condizione ottimale statica e presentano tre livelli crescenti (Sc1, Sc2 ed Sc3); These thresholds are configured as a deviation value with respect to the optimal static condition and have three increasing levels (Sc1, Sc2 and Sc3);
o Soglie biometriche: o Biometric thresholds:
? Range di frequenza cardiaca; ? Heart rate range;
? Range di frequenza respiratoria; ? Respiration rate range;
? Temperatura corporea; ? body temperature;
? EDA/GSR; ? EDA/GSR;
Nel caso dei segnali biometrici le soglie indicano il valore limite oltre il quale il segnale non risulta pi? fisiologico e riferibile ad una condizione di sicurezza e tranquillit?. Prevedono un solo livello (Sb); In the case of biometric signals, the thresholds indicate the limit value beyond which the signal is no longer? physiological and referable to a condition of safety and tranquillity. They have only one level (Sb);
o Soglie temporali: indicano la durata degli eventi e dei segnali registrati (soglia a range) ed il numero delle loro iterazioni (soglia a valore singolo) nel lasso di tempo, t, preso in considerazione per l?integrazione del segnale. In altre parole, tali soglie (St) indicano la durata degli eventi e quante volte essi si ripetono durante un determinato periodo di osservazione. o Time thresholds: indicate the duration of the recorded events and signals (range threshold) and the number of their iterations (single value threshold) in the time frame, t, taken into consideration for signal integration. In other words, these thresholds (St) indicate the duration of the events and how many times they are repeated during a given observation period.
? Alla prima attivazione il programma avvia la ricerca di capi di abbigliamento compatibili. La ricerca e la connessione avvengono tramite protocollo di comunicazione wireless Bluetooth Low Energy, BLE. La connessione (104) tra dispositivo mobile (105) e centralina (103) del capo di abbigliamento(101) all?interno del suo campo di ricezione avviene tramite scambio automatico di chiavi asimmetriche di pairing. Nella forma di realizzazione preferenziale il programma effettua il pairing ad ogni avvio andando a ricercare, in prima istanza, il primo capo di abbigliamento (101) che ? stato abbinato. In caso di mancata connessione (104), il programma attiva una segnalazione all?utente con richiesta di supporto. Qualora nel range di ricezione del modulo di comunicazione ci sia un altro dispositivo compatibile (101), mai abbinato al programma, viene attivata una richiesta di connessione al nuovo capo di abbigliamento (101). ? Upon first activation, the program starts the search for compatible clothing items. Search and connection are made via Bluetooth Low Energy, BLE wireless communication protocol. The connection (104) between the mobile device (105) and the control unit (103) of the item of clothing (101) within its reception range occurs through automatic exchange of asymmetric pairing keys. In the preferred embodiment, the program performs the pairing at each start by searching, in the first instance, for the first item of clothing (101) which ? been matched. In case of failed connection (104), the program activates a notification to the user with a request for support. If within the reception range of the communication module there is another compatible device (101), never paired with the program, a connection request to the new item of clothing (101) is activated.
In almeno una forma realizzativa alternativa della presente invenzione, ad ogni avvio del programma il pairing avviene liberamente con primo capo di abbigliamento compatibile a portata di rilevamento, senza memorizzazione permanente delle sue chiavi di accoppiamento. In at least one alternative embodiment of the present invention, at each start of the program the pairing takes place freely with the first compatible item of clothing within detection range, without permanently memorizing its pairing keys.
? Stabilita una connessione con un capo di abbigliamento (101) compatibile, il programma lavora in background sul dispositivo mobile (105) in cui ? installato, rimanendo in ascolto di eventuali dati in ingresso. Quando un pacchetto dati viene acquisito, esso viene aperto ed i segnali contenuti classificati in base alla loro natura ossia: cinetici o biometrici corrispondenti ai sensori descritti in precedenza. ? Once a connection has been established with a compatible item of clothing (101), the program works in the background on the mobile device (105) where ? installed, listening for any incoming data. When a data packet is acquired, it is opened and the contained signals classified according to their nature, ie: kinetic or biometric corresponding to the sensors described above.
? Comparazione dati biometrici: ? Biometric data comparison:
o Se i dati sono minori dei valori di soglia, con programma aperto a schermo, essi vengono visualizzati e successivamente memorizzati come file di log da utilizzare in un dataset di training volto a migliorare l?efficienza di riconoscimento e classificazione del sistema. In caso in cui il programma attivo lavori in background, la visualizzazione non avviene, i dati vengono salvati nella memoria dell?app in esecuzione sul dispositivo mobile (105) ed utilizzati per la creazione e l?ampliamento del dataset di training; o If the data are lower than the threshold values, with the program open on the screen, they are displayed and subsequently stored as a log file to be used in a training dataset aimed at improving the recognition and classification efficiency of the system. In case the active program works in the background, the visualization does not take place, the data are saved in the memory of the app running on the mobile device (105) and used for the creation and expansion of the training dataset;
o Se i dati sono sopra soglia, passano al task successivo di analisi che riguarda la durata ed il numero di iterazioni nel tempo; o If the data is above the threshold, they pass to the next analysis task which concerns the duration and the number of iterations over time;
? Comparazione dati cinetici: ? Kinetic data comparison:
o Comparazione con Sc1: se sono minori, con programma attivo a schermo, essi vengono visualizzati e successivamente memorizzati ed utilizzati come dataset di training; con programma attivo in background, vengono direttamente salvati ed inclusi nel database di training; se maggiori di Sc1, vengono comparati con Sc2; o Comparison with Sc1: if they are minors, with an active program on the screen, they are displayed and subsequently memorized and used as a training dataset; with the program active in the background, they are directly saved and included in the training database; if greater than Sc1, they are compared with Sc2;
o Comparazione con Sc2: se minori essi passano al task successivo per l?analisi temporale; se maggiori, vengono comparati con Sc3; o Comparison with Sc2: if minor, they pass to the next task for the temporal analysis; if greater, they are compared with Sc3;
o Comparazione con Sc3: se i dati sono minori, essi passano al task successivo di analisi temporale; se i dati sono maggiori, essi passano direttamente al task di classificazione eseguito dal sottoprogramma ad apprendimento automatico; ? Comparazione durata dei dati: in questo task i marker temporali dei dati registrati vengono comparati con quelli di preset impostati dal programmatore; o Comparison with Sc3: if the data are less, they pass to the next time analysis task; if the data is greater, it goes directly to the classification task performed by the self-learning subroutine; ? Data duration comparison: in this task the time markers of the recorded data are compared with those of the presets set by the programmer;
o Dati biometrici: in caso di rilevazione sopra soglia, ai dati grezzi viene aggiunto un time stamp, un marker, che indica per quanto tempo detto segnale ? rimasto sopra soglia. Il marker viene comparato con dei valori tabellari che servono a clusterizzare i dati per la successiva classificazione. A titolo puramente esemplificativo non vincolante, n? limitante, un aumento sopra soglia del valore del battito cardiaco e della respirazione di qualche secondo pu? essere clusterizzato negli eventi sporadici (un errore di lettura, uno spavento, ecc.); uno stesso aumento protratto nel tempo, nell?ordine dei minuti, viene clusterizzato come possibile attivit? fisica o stato di agitazione/paura; o Biometric data: in case of detection above the threshold, a time stamp, a marker, is added to the raw data, which indicates how long said signal is for? remained above the threshold. The marker is compared with tabular values which serve to cluster the data for subsequent classification. By way of non-binding example, n? limiting, an increase above the threshold of the value of the heartbeat and breathing of a few seconds pu? be clustered in sporadic events (a reading error, a fright, etc.); the same increase protracted over time, in the order of minutes, is clustered as a possible activity? physical or agitated/fearful;
o Dati cinetici: i dati cinetici vengono corredati di due marker temporali: o Kinetic data: Kinetic data is accompanied by two time markers:
? Durata dell?evento, espressa in millisecondi; ? Duration of the event, expressed in milliseconds;
? Numero di eventi, espresso in n/min, eventi al minuto. ? Number of events, expressed in n/min, events per minute.
Detti marker vengono comparati con un?analisi incrociata tra i due marker ed i valori tabulati e conseguentemente clusterizzati; a puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante, un?accelerazione sopra soglia di pochi millisecondi che non si ripete, associata ad uno scostamento dell?asse del giroscopio con caratteristiche temporali analoghe, viene clusterizzato come singolo evento accidentale (urto accidentale, spinta casuale, ecc.); eventi di durata molto bassa ed ampiezza alta, ripetuti nel tempo, possono essere clusterizzati come possibili eventi traumatici, attivit? fisica, ecc. L?output di questa analisi serve a fornire dati gi? uniformati al modello ad apprendimento automatico per la classificazione finale degli eventi. ? Classificazione dell?evento: la classificazione avviene utilizzando un algoritmo di apprendimento automatico. Said markers are compared with a cross-analysis between the two markers and the tabulated and consequently clustered values; purely by way of non-binding example, n? limiting, an acceleration above the threshold of a few milliseconds which is not repeated, associated with a deviation of the gyroscope axis with similar temporal characteristics, is clustered as a single accidental event (accidental impact, random thrust, etc.); events of very low duration and high amplitude, repeated over time, can be clustered as possible traumatic events, activities physics, etc. The output of this analysis serves to provide data already? conform to the machine learning model for the final classification of events. ? Event Classification: Classification is done using a machine learning algorithm.
Con riferimento ai disegni allegati e particolarmente alla Fig. 21 ? rappresentato uno schema (129) delle logiche di analisi dei dati impiegate. Dette logiche basandosi su (principalmente su un metodo di approssimazione di Inferenze (Bayesiane) statistiche soggettivistiche, e pi? in particolare il metodo delle inferenze variazionali, poich? garantiscono migliore scalabilit? con grandi modelli, specialmente per reti neurali su larga scala in applicazioni di deep learning. In aggiunta alla rapidit? di calcolo, il metodo di inferenza variazionale del trovato ? in grado di rappresentare in maniera efficiente i pesi (distribuzioni di probabilit?) con un numero limitato di parametri. Il metodo presentato ? assimilabile alla categoria delle FNNs (Feedforward Neural Networks) ed approssima le distribuzioni a posteriori dei pesi della rete come distribuzioni gaussiane associate a parametri variazionali. Nella forma di realizzazione preferenziale della presente invenzione, l?addestramento del modello avviene sfruttando sistemi CPU/GPU prima dei parametri per le distribuzioni dei pesi, peri quali, nel trovato, sono stati utilizzati due tipi di generatori di numeri casuali paralleli: With reference to the accompanying drawings and particularly to Fig. 21 ? shown is a diagram (129) of the data analysis logics used. Said logics based on (mainly on an approximation method of (Bayesian) inferences subjective statistics, and more particularly the method of variational inferences, since they guarantee better scalability with large models, especially for large scale neural networks in applications of deep learning. In addition to the speed of calculation, the variational inference method of the invention is able to efficiently represent the weights (probability distributions) with a limited number of parameters. The presented method is similar to the category of FNNs (Feedforward Neural Networks) and approximates the posterior distributions of the weights of the network as Gaussian distributions associated with variational parameters.In the preferred embodiment of the present invention, the training of the model takes place by exploiting CPU/GPU systems before the parameters for the distributions of weights, for which, in the invention, two types of parallel random number generators have been used:
o Un generatore a distribuzione binomiale e logica di risposta lineare (RLF-GRNG); o A generator with binomial distribution and linear response logic (RLF-GRNG);
o Un Generatore di numeri casuali gaussiano Wallace, orientato alle Reti Neurali Bayesiane, con metodo ricorsivo. o A Wallace Gaussian Random Number Generator, oriented to Bayesian Neural Networks, with recursive method.
Nel trovato, gli output delle comparazioni entrano nel motore inferenziale dove vengono classificati sfruttando la ?conoscenza? a priori fornita dal dataset, costantemente aggiornato coi file di log generati dal programma stesso. L?output della classificazione ? un valore di probabilit? che indica se, dati i segnali afferenti ad un determinato evento, esso possa essere indicizzato come un evento violento/pericoloso, un malessere, una situazione di normalit?, ecc. In the invention, the outputs of the comparisons enter the inferential engine where they are classified by exploiting the ?knowledge? a priori provided by the dataset, constantly updated with the log files generated by the program itself. The output of the classification? a probability value? which indicates whether, given the signals relating to a given event, it can be indexed as a violent/dangerous event, a malaise, a normal situation, etc.
La prima indicizzazione che il motore inferenziale opera sui dati in ingresso, riguarda il loro inserimento in una categoria di appartenenza: The first indexing that the inferential engine performs on the input data concerns their inclusion in a category to which they belong:
o Malessere fisico dell?utente; o Physical discomfort of the user;
o Violenza. or Violence.
Questo passaggio avviene comparando la clusterizzazione effettuata negli step precedenti con il dataset interno al programma: a puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante, un evento in cui ci siano alterazioni sopra soglia dei segnali biometrici, per un certo lasso temporale senza alcun tipo di superamento di soglia dei dati cinetici, viene indicizzato come un potenziale malessere e classificato comparandolo con campioni appartenenti a tale categoria. This step takes place by comparing the clustering carried out in the previous steps with the dataset inside the program: purely by way of example, it is not binding, nor? limiting, an event in which there are above-threshold alterations of the biometric signals, for a certain period of time without any type of threshold exceeding of the kinetic data, is indexed as a potential illness and classified by comparing it with samples belonging to this category.
A seguito dell?indicizzazione, avviene la classificazione vera e propria, i cui output scaturiscono nelle reazioni di sistema all?evento: Following indexing, the actual classification takes place, the outputs of which arise in the system reactions to the event:
o Malessere: un evento indicizzato come tale, ha due output possibili di classificazione quali conferma del malessere o ?falso positivo?. In caso di ?falso positivo?, a programma attivo a schermo, i dati vengono visualizzati e successivamente salvati come log evento nella memoria di sistema; a programma attivo in background, nulla viene visualizzato ed il log viene salvato immediatamente. In caso di conferma della classificazione dell?evento, a programma attivo a schermo, vengono visualizzate le relative notifiche ed il sistema si prepara per i passi successivi; o Malaise: an event indexed as such has two possible classification outputs such as confirmation of malaise or ?false positive?. In the event of a ?false positive?, with the program active on the screen, the data are displayed and subsequently saved as an event log in the system memory; while the program is active in the background, nothing is displayed and the log is saved immediately. If the classification of the event is confirmed, with the program active on the screen, the relative notifications are displayed and the system prepares for the subsequent steps;
o Violenza: un evento indicizzato in questa categoria viene classificato secondo tre soglie di gravit?: o Violence: an event indexed in this category is classified according to three severity thresholds:
? La prima soglia riguarda eventi casuali, limitati nel tempo per durata, numero di ripetizioni ed ampiezza, a puro titolo esemplificativo non vincolante, n? limitante, cadute o spinte accidentali, contatto fisico ?amichevole? (una pacca sulla spalla, goliardia tra amici ?), ecc. In questo caso l?output di sistema ? la visualizzazione dei dati a schermo, se il programma ? attivo, con conseguente memorizzazione dei log di evento. In caso di applicazione che lavora in background i dati non vengono visualizzati ma direttamente salvati nella memoria di sistema per successivi utilizzi; ? The first threshold concerns random events, limited in time by duration, number of repetitions and amplitude, purely by way of non-binding example, nor? limiting, accidental falls or pushes, ?friendly? (a pat on the back, cheerfulness among friends?), etc. In this case, the system output ? the display of data on the screen, if the program ? active, with consequent storage of event logs. In the case of an application that works in the background, the data are not displayed but directly saved in the system memory for subsequent use;
? La seconda soglia, intermedia, definisce eventi di intensit? moderata/alta che possono essere ascrivibili a situazioni di pericolo/violenza, cos? come a situazioni di attivit? dell?utente (sport di contatto, attivit? fisica ad alto impatto ed intensit?, ballo, ecc.). In questo caso il programma, tramite segnalazione aptica e sonora, richiede l?intervento dell?utente per chiarire il tipo di evento. In caso di risposta positiva da parte dell?utente, ossia di conferma di trovarsi in una situazione di sicurezza e tranquillit?, i dati, visualizzati a schermo, vengono registrati in un log di evento e memorizzati per utilizzi successivi; in caso di risposta negativa da parte dell?utente, ossia di conferma della violenza, o di mancata risposta da parte dell?utente, il sistema si prepara per gli step successivi. ? The second, intermediate threshold defines events of intensity moderate / high that can be attributable to situations of danger / violence, so? as in situations of activity? of the user (contact sport, high impact and intensity physical activity, dance, etc.). In this case the program, via haptic and sound signaling, requests the user?s intervention to clarify the type of event. In the event of a positive response from the user, i.e. confirmation of being in a situation of safety and tranquillity, the data, displayed on the screen, are recorded in an event log and memorized for subsequent use; in the event of a negative response from the user, i.e. confirmation of the violence, or no response from the user, the system prepares for the subsequent steps.
? La terza soglia, pi? alta, classifica l?evento come direttamente pericoloso per l?utente ed avvia direttamente le procedure di attivazione dell?allarme. ? The third threshold, pi? high, classifies the event as directly dangerous for the user and directly starts the alarm activation procedures.
? Avvio registrazione materiale pertinente l?evento: in caso di malessere conclamato, di mancata risposta alle richieste di sistema o di superamento della terza soglia di gravit?, il sistema, nella sua forma realizzativa preferenziale, avvia la registrazione di materiale audio/visivo, sfruttando l?hardware del dispositivo su cui ? installato, al fine di documentare l?evento in atto. A puro titolo esemplificativo non limitante, n? vincolante, il programma accede ed attiva i microfoni del dispositivo per registrare quanto sta accadendo; allo stesso modo accede ed attiva la/le fotocamere di sistema per registrare un video in presa reale. Secondo il trovato, la registrazione del materiale audio/visivo si protrae, nella sua forma realizzativa preferenziale, per 4 minuti; al termine della registrazione i file vengono caricati in un repository dedicato, su server cloud, accessibile solo dall?utente. In almeno una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione, il materiale audio/video pu? essere registrato per un lasso di tempo maggiore. In almeno un?altra forma di realizzazione alternativa, il materiale audio/visivo pu? non essere registrato. ? Start recording material relevant to the event: in the event of a full-blown illness, failure to respond to system requests or exceeding the third severity threshold, the system, in its preferred embodiment, starts recording audio/visual material, using the? hardware of the device on which ? installed, in order to document the event in progress. Purely by way of non-limiting example, n? binding, the program accesses and activates the device's microphones to record what is happening; in the same way it accesses and activates the system camera/s to record a video in real time. According to the invention , the recording of the audio/visual material lasts, in its preferred embodiment, for 4 minutes; at the end of the registration the files are uploaded to a dedicated repository, on a cloud server, accessible only by the user. In at least one alternative embodiment of the present invention, the audio/video material can be registered for a longer period of time. In at least one other alternative embodiment, the audio/visual material may not be registered.
Lo scopo della registrazione ? quello di fornire evidenze di quanto stia accadendo, utili nei momenti successivi all?evento ad acquisire informazioni utili per intervenire e, in tempi successivi, per documentare, nelle sedi opportune, quanto accaduto. The purpose of the registration ? that of providing evidence of what is happening, useful in the moments following the event to acquire useful information to intervene and, subsequently, to document what happened in the appropriate locations.
? Attivazione dell?allarme: in un sistema secondo la presente invenzione, al primo avvio e per tutti i successivi fino a quando l?azione non viene compiuta, il programma mobile richiede che vengano indicati dei contatti ai quali inoltrare l?eventuale segnalazione di allarme; a puro titolo indicativo non limitante, n? vincolante, tali contatti possono essere numeri di telefono, indirizzi mail, account social, ecc. Successivamente il programma chiede che venga indicato il testo del messaggio da inoltrare ai destinatari. Nella sua forma di realizzazione preferenziale, al presentarsi delle condizioni di pericolo, il programma spedisce il messaggio indicato dall?utente, corredato dalle sue generalit? e dalla geolocalizzazione del dispositivo nel momento di invio, ai destinatari, coerentemente con il tipo di contatto impostato, usando uno o pi? dei seguenti protocolli: ? Activation of the alarm: in a system according to the present invention, on first start-up and for all subsequent ones until the action is completed, the mobile program requests that contacts be indicated to which any alarm signal can be forwarded; purely indicative, not limiting, n? binding, these contacts can be telephone numbers, email addresses, social accounts, etc. The program then asks for the text of the message to be forwarded to the recipients. In its preferred embodiment, when dangerous conditions arise, the program sends the message indicated by the user, accompanied by his personal details. and from the geolocation of the device at the time of sending, to the recipients, consistently with the type of contact set, using one or more of the following protocols:
o Comunicazione BLE; o BLE communication;
o Comunicazione LTE; o LTE communication;
o Comunicazione Wi-fi; o Wi-fi communication;
o Comunicazione NFC. o NFC communication.
Con riferimento ai disegni allegati e alla Fig. 22, ? rappresentato uno schema (130) semplificato di creazione di una rete mesh tra dispositivi compatibili; detta rete essendo impiegabile per l?inoltro di messaggi di allarme in particolari condizioni ed in particolare nel caso in cui il segnale di allarme non possa essere inoltrato per malfunzionamenti del sistema o avarie ad uno o pi? moduli di comunicazione, il programma attua delle strategie alternative di invio. In questa situazione il programma installato sul dispositivo mobile (105) ricercher?, sfruttando i moduli di comunicazione di prossimit? (NFC) ed a campo ridotto (BTLE, Wi-fi), dei dispositivi compatibili al dispositivo mobile (105) all?interno del campo di copertura del dispositivo su cui ? installato e che ha generato l?allarme. Per dispositivo compatibile si intende un dispositivo mobile, a puro titolo indicativo, uno smartphone od un tablet, su cui sia installata un?altra iterazione del medesimo programma. Una volta individuato uno o pi? dispositivi compatibili, un programma secondo la presente invenzione, stabilisce una connessione ed un pairing con essi per poter avviare una comunicazione sicura e criptata; si ottiene cos? una rete mesh in cui ogni dispositivo, o nodo di rete, opera sia come gateway di inoltro dati verso l?esterno, che come ponte per raggiungere altri dispositivi compatibili e condividere con essi i dati. A pairing completato, il programma inoltrer? in forma criptata, anonima e non visualizzabile dai proprietari di detti dispositivi, tutti i dati inerenti ai contatti di emergenza ed il messaggio di allarme (106) del dispositivo mobile (105) generante. Le iterazioni del programma presenti nei dispositivi abbinati avvieranno dei tentativi di inoltro dell?allarme ai contatti appena importati fintanto che uno di essi non vada a buon fine. Ad inoltro completato verr? generato un comando che bloccher? i tentativi su tutti gli altri dispositivi. With reference to the accompanying drawings and to Fig. 22, ? represented a simplified scheme (130) of creating a mesh network between compatible devices; since said network can be used for the forwarding of alarm messages in particular conditions and in particular in the case in which the alarm signal cannot be forwarded due to system malfunctions or breakdowns to one or more? communication modules, the program implements alternative sending strategies. In this situation, the program installed on the mobile device (105) will search, using the proximity communication modules? (NFC) and reduced range (BTLE, Wi-fi), of devices compatible with the mobile device (105) within the coverage range of the device on which it is? installed and which generated the alarm. By compatible device we mean a mobile device, purely indicative, a smartphone or a tablet, on which another iteration of the same program is installed. Once you have identified one or more compatible devices, a program according to the present invention establishes a connection and pairing with them in order to start a secure and encrypted communication; is obtained cos? a mesh network in which each device, or network node, operates both as a data forwarding gateway to the outside, and as a bridge to reach other compatible devices and share data with them. When pairing is completed, the program will forward? in encrypted form, anonymous and not viewable by the owners of said devices, all the data relating to the emergency contacts and the alarm message (106) of the mobile device (105) generating. The iterations of the program present in the paired devices will start attempts to forward the alarm to the newly imported contacts until one of them is successful. When forwarding is complete, it will come generated a command that will block? attempts on all other devices.
Nella forma preferenziale di realizzazione della presente invenzione, contestualmente all?inoltro di tutte le informazioni utili all?invio dell?allarme, viene generata una notifica, aptica ed acustica, sui dispositivi accoppiati, per permettere ai loro possessori di intervenire repentinamente a sostegno dell?utente. In the preferred embodiment of the present invention, together with the forwarding of all the information useful for sending the alarm, a haptic and acoustic notification is generated on the coupled devices, to allow their owners to intervene suddenly in support of the alarm. user.
Applicabilit? industriale e alternative di attuazione Applicability? industry and implementation alternatives
Il trovato si applica al settore del monitoraggio e della sicurezza personale e di categorie deboli e lavoratori/trici che svolgano compiti ad alto rischio di aggressione, ed in particolare al settore dei dispositivi atti a prevenire la violenza domestica e pubblica: in ambito di prevenzione ed intervento, un sistema secondo la presente invenzione ? in grado di monitorare, in maniera continuativa, silente e completamente anonima, la situazione dell?utente, di riconoscere autonomamente una situazione di pericolo, violenza e/o malessere e di intervenire in maniera automatica bypassando i limiti di volontariet? di attivazione tipici dell?arte nota. The invention is applied to the sector of personal monitoring and safety and to vulnerable groups and workers who carry out tasks with a high risk of aggression, and in particular to the sector of devices designed to prevent domestic and public violence: in the field of prevention and intervention, a system according to the present invention ? able to continuously, silently and completely anonymously monitor the user's situation, to autonomously recognize a situation of danger, violence and/or discomfort and to intervene automatically, bypassing the voluntary limits? of activation typical of the prior art.
A conclusione di questa descrizione ? utile ribadire come l?invenzione risulti facilmente implementabile a livello di produzione industriale e si precisa che nella descrizione precedente si sono trascurate per ovvie ragioni di sintesi e di brevit? tutte quelle componenti ed operazioni banali e nella disponibilit? del tecnico del ramo che riguardano la realizzazione pratica e la finalizzazione funzionale tipica di un dispositivo e metodo come quelli qui rivendicati. At the end of this description ? It is useful to reiterate how the invention can be easily implemented at the industrial production level and it should be noted that in the previous description the elements have been neglected for obvious reasons of synthesis and brevity. all those components and trivial operations and in the availability? of the person skilled in the art which concern the practical realization and the typical functional finalization of a device and method such as those claimed herein.
Particolarmente e, a prescindere dall?esempio di realizzazione sovraesposto, ? richiesta la protezione per le eventuali alternative di attuazione che potranno essere ragionevolmente dedotte ed applicate alla soluzione proposta nei seguenti ulteriori ambiti: settore dell?e-health, e particolarmente nel campo del monitoraggio e prevenzione di patologie a carico di svariati organi ed apparati, con ulteriore focus sulle patologie cardiovascolari. Particularly and, regardless of the example of embodiment given above, ? protection is required for any implementation alternatives that can be reasonably deduced and applied to the proposed solution in the following additional areas: e-health sector, and particularly in the field of monitoring and prevention of pathologies affecting various organs and systems, with further focus on cardiovascular pathologies.
Ulteriormente, al posto del metodo statistico soggettivistico citato, sar? possibile utilizzare metodi pi? tradizionali di analisi dati, che non prevedano l?utilizzo di distribuzioni di probabilit?. Dal punto di vista hardware ? possibile sostituire i sensori tessili con pi? tradizionali sensori piezoelettrici a lamina fissati in apposite ?tasche di tessuto? realizzate sul capo di abbigliamento. Infine, come gi? varie volte accennato, ma serve ribadirlo ancora una volta, l?invenzione appena descritta si presta a numerose ed ulteriori varianti che possono offrire ulteriori vantaggi rispetto a quelli precedentemente citati. Tali ulteriori varianti potranno ragionevolmente essere apportate dall?uomo esperto del ramo senza per questo fuoriuscire dall?invenzione quale essa risulta dalla presente descrizione e dalle rivendicazioni qui allegate. Inoltre, l?invenzione stessa potr? essere realizzata in modo parziale cos? come tutti i vari dettagli descritti sono sostituibili da elementi o soluzioni tecnicamente equivalenti. Furthermore, instead of the subjectivist statistical method mentioned, it will be? can you use more methods? traditional methods of data analysis, which do not involve the use of probability distributions. Hardware-wise? is it possible to replace the textile sensors with pi? traditional piezoelectric foil sensors fixed in special ?fabric pockets? made on the garment. Finally, how already? mentioned several times, but it is necessary to repeat it once again, the invention just described lends itself to numerous and further variations which can offer further advantages with respect to those previously mentioned. These further variations could reasonably be made by a man skilled in the art without thereby departing from the invention as it results from the present description and from the claims attached hereto. Furthermore, the invention itself could be realized in a partial way cos? like all the various details described can be replaced by technically equivalent elements or solutions.
Claims (10)
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