Il Progetto

Tenendo conto della struttura generale del progetto si dovranno concretizzare i seguenti Obiettivi Realizzativi (OR):

OR.1

Ricerca Industriale su modalità di acquisizione e gestione ottimizzata di Big Data sanitari, provenienti da sorgenti eterogenee e con caratteristiche e formati differenti, tramite tecniche di Data Mining, Forecasting e Data Analytics. Le attività prevedono la creazione di un sistema informatizzato che sia capace di interagire con le sorgenti dati in modo da rilevare informazioni sullo stato di salute dei pazienti, tali informazioni saranno convertite ed aggregate e quindi trasmesse in real time verso la piattaforma Cloud. La problematica da risolvere è relativa alla scelta degli strumenti e delle tecnologie migliori, sia dal punto di vista delle prestazioni che della sicurezza e dell’affidabilità, che sarà infatti strategica per abilitare il corretto funzionamento di TablHealth.

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OR.2

L’attività di sviluppo sperimentale porta alla realizzazione di opportuni moduli software per il pre-processamento dei dati, in modo da garantire la massima privacy, sicurezza, e confidenzialità, vista la natura riservata dei dati clinici.

I suddetti moduli Sw permettono: Di attuare le tecniche di analisi semantica ed ontologica su Big Data di natura medica; Di analizzare i dati dal punto di vista statistico, con il fine di espletare le funzioni di valutazione e correlazione di trend relativi a diversi parametri clinici, Di implementare algoritmi per l’inferenza e l’elaborazione su grandi moli di dati strutturati in maniera complessa, attraverso l’utilizzo di clustering, reti neurali, alberi decisionali, pattern recognition, al fine di estrarre le informazioni implicite contenute nei dati a fini diagnostici, Di implementare algoritmi e modelli previsionali orientati alla creazione di servizi di teleassistenza su opportunità, formulando ipotesi, di implementare algoritmi per la clusterizzazione delle informazioni in base a specifiche cardinalità,.

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OR.3

L’attività di ricerca industriale alla base dell’OR prevede lo studio e l’ottimizzazione delle principali tipologie di piattaforme Cloud-Based, sia lato Back-End che lato Front-End.Verranno infatti studiate, le strategie, gli strumenti, i servizi e le architetture più idonee per la realizzazione di una piattaforma chesia il più possibile manutenibile, gestibile e scalabile e consenta la massimizzazione delle performance in termini di QoS

Inoltre l’obiettivo realizzativo comprenderà uno studio ed una ricerca esaustiva sulle tecnologie, gli ambienti di sviluppo e i linguaggi più idonei alla realizzazione di interfacce di front-end per la piattaforma cloud, che siano modulari, event driven, e che offrano un elevato grado di usabilità e personalizzazione sulla base del profilo utente

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OR.4

In questo OR, le attività di ricerca industriale esplorano le migliori tecnologie abilitanti per la comunicazione wi-fi a corto raggio, impiegabili nelle body sensors networks ed usabili quindi per il monitoraggio pervasivo del paziente. In particolare, si affronteranno le problematiche relative all'hardware necessario a garantire la connettività e la comunicazione tra i sensori e/o le reti di sensori dedicate al rilevamento e la misurazione degli eventi clinici, o dei valori rilevanti per determinazione dello stato del paziente.

Lo studio si focalizzerà sulle problematiche più comunemente riscontrate nelle body sensors networks utilizzate per la trasmissione di dati ed informazioni, e fornirà un'analisi comparativa delle diverse soluzioni presenti sul mercato per i sensori alla base del monitoraggio del paziente, valutandone prestazioni, qualità di trasmissione, standard, tipo di tecnologia wireless, affidabilità, certificabilità, accuratezza, manutenibilità, costi.

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OR.5

L’attività di sviluppo sperimentale relativa a questo OR consiste nella realizzazione della piattaforma cloud-based responsabile della raccolta, gestione e elaborazione di Big Data sanitari provenienti da fonti eterogenee, quali sensors networks, fascicolo elettronico sanitario, database medico-sanitari, etc. Lo sviluppo sperimentale farà ovviamente leva sulle soluzioni tecnologiche identificate durante l’attività di ricerca eseguita nell’OR4. Durante le attività saranno ovviamente affrontate e risolte tutte le problematiche correlate alle fasi di progettazione e sviluppo, partendo dall’analisi dei requisiti funzionali e non funzionali, fino all’implementazione dei componenti individuati, sia per il back-end che per il front-end

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OR.6

L’OR di ricerca industriale prevede attività di studio su possibili modalità di acquisizione, mediante PDA, dei dati raccolti da sensori e reti di sensori in real time per il monitoraggio pervasivo del paziente. In particolare lo studio si concentrerà su:

  • Modalità di gestione e trasferimento di dati mediante protocolli di comunicazione a corto raggio (IEEE 802.15.4 /ZigBee, Bluetooth 4.0 low energy, UWB etc.);
  • Standard ed interoperabilità di sistemi già in essere per la raccolta dati da wearable e body sensors (spesso legati alla tipologia di sensore, alla specifica tecnologia alla base del suo funzionamento, ed alla marca), sia dal punto di vista hardware che software;
  • Tecnologie abilitanti per l’integrazione ed estensione della connettività wi-fi di PDA.
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OR.7

In questo OR saranno eseguite tutte le attività sperimentali per l’implementazione del device mobile PDA multiprotocollo capace di raccogliere i dati da body sensors networks, sfruttando opportunamente le tecnologie di comunicazione a corto raggio. In particolare, saranno eseguite tutte le operazioni di integrazione dei componenti hardware di comunicazione.

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OR.8

In questo OR ci si concentrerà sulla realizzazione di moduli ed Applicativi software, da installare sul PDA multiprotocollo, per gestire i flussi di dati a livello sistemico da e verso la piattaforma Cloud. In particolare saranno realizzati:

  • Parser, per l’analisi delle informazioni provenienti dai sensori e l’estrazione dei dati così come previsto negli OR di ricerca;
  • Scheduler per gestire la concorrenza nell’acquisizione dei dati real time dai diversi sensori e senza perdita di informazioni;
  • Moduli sw per omogeneizzare i dati per garantire l’interoperabilità tra i dispositivi, la gestione e l’elaborazione ottimale dei dati raccolti dal PDA da inviare in cloud;
  • Moduli sw per l’aggregazione di dati provenienti dai diversi sensori in opportuni cluster, o blocchi, e da inviare in cloud in un unico pacchetto (messaggio), riducendo così il numero di comunicazioni PDA-piattaforma;
  • Moduli sw per la gestione della trasmissione dati in base al tipo di dato monitorato (con possibilità quindi di variare le frequenze di invio ed il numero di campioni in base al tipo di informazione ed al suo rilievo clinico, sulla base della patologia del paziente);
  • Moduli sw per fruibilità del dato all’uente direttamente attraverso il PDA. I moduli abilitano la creazione e l’uso di opportune maschere di presentazione del dato di tipo interattivo e personalizzabile. Le schermate di presentazione saranno infatti rappresentative dello stato del paziente/utente e presenteranno la possibilità di gestire tutte le funzionalità previste per la fruizione dei servizi di TablHealth.
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OR.9

In questo OR di sviluppo sperimentale verranno eseguite tutte le operazioni di integrazione delle funzionalità e dei componenti hardware/software. Verrà costruito il prototipo dimostratore della piattaforma TablHealth, e tutte le sue funzionalità verranno collaudate attraverso una campagna sperimentale sul campo. In particolare saranno svolte operazioni di:

  • Integrazione di tutti i componenti HW/SW (compreso PDA) per la realizzazione della piattaforma;
  • Predisposizione ed esecuzione dei test necessari alla validazione delle funzionalità;
  • Risoluzione di tutti gli eventuali errori o malfunzionamenti non rilevati durante le fasi di progettazione di ogni singola sotto-unità tecnologica della piattaforma;
  • Tests di verifica e validazione per accertare sperimentalmente il soddisfacimento delle specifiche funzionali definite negli OR di ricerca industriale;
  • Collaudo della piattaforma TablHealth in scenari di utilizzo realistico opportunamente definiti per sollecitare la piattaforma così come nel suo uso corrente.
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