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Ti sei mai chiesto come fanno gli smartphone a tenere traccia dei tuoi spostamenti e della tua posizione, per poi comunicarli alle app di navigazione, ai fitness tracker e ad altre app di questo tipo? Semplice: combinando i dati raccolti dal GPS satellitare con quelli raccolti con le varie tecnologie "IMU" (Inertial Measurement Unit), come il giroscopio e l'accelerometro.
Il GPS rileva le tue coordinate, gli altri sensori riescono a capire se ti stai muovendo, in che direzione e con che velocità. Incrociando tutti i dati si ottiene la tua posizione (ormai sempre più precisa), il tuo percorso, la velocità con cui hai camminato o corso.
Tutto questo, però, funziona solo all'esterno perché lo smartphone deve ricevere il segnale da almeno un satellite GPS (meglio più di uno). E all'interno degli edifici? Non si può fare o, almeno, non lo si può fare oggi. Ma domani, grazie ad un'invenzione dei ricercatori dell'Università della North Carolina, probabilmente sì.
IMU e Wi-Fi per la navigazione indoor
La teoria è semplice: invece di unire i dati dei sensori IMU a quelli del GPS, li si possono incrociare con i dati ricevuti dal Wi-Fi. Detta in modo molto semplificato, si tratta di usare il Wi-Fi come una sorta di sonar: si misura una distanza emettendo un'onda e calcolando quanto tempo ci mette a tornare indietro, dopo essere rimbalzata su una qualche superficie. Solo che il sonar funziona con le onde sonore, mentre il sistema messo appunto dai ricercatori americani funziona con le onde radio del Wi-Fi.
Il risultato è stato chiamato "WIO", acronimo Wi-Fi-assisted Inertial Odometry (traducibile con "Odometro inerziale assistito dal Wi-Fi"). L'odometria è una tecnica per calcolare la posizione di un oggetto partendo da dati raccolti da sensori ed è già usata, ad esempio, dall'industria automotive nei moderni sistemi ADAS (Advanced Driving Assistant System, "sistemi avanzati di guida assistita", le auto a guida autonoma, per intendersi). Quindi, ancora una volta, all'aria aperta. Ma fino ad ora nessuno aveva mai pensato a usare queste tecniche per misurare distanza, direzione, velocità e posizione all'interno degli edifici.
I costi saranno bassi
Una cosa molto interessante dell'approccio WIO è che non ha bisogno di altri sensori o chip oltre a quelli che già normalmente sono integrati in un comune smartphone. Tutti i telefoni moderni hanno il Wi-Fi, come anche l'accelerometro e il giroscopio. Questo vuol dire che integrare la tecnologia WIO nei dispositivi di largo consumo oggi disponibili non ha affatto costi elevati.
Né i costruttori dei sensori dovranno fare un gran lavoro per adattarli affinché siano compatibili con questa tecnologia: basterà solo che tutti i componenti offrano i propri dati ai software che li vogliono usare per calcolare la posizione, gli spostamenti e la velocità in ambiente indoor. E questo, a dirla tutta, è stato l'unico vero problema incontrato dai ricercatori della North Carolina University.
Un dispositivo per il WIO
Il WIO, come abbiamo visto, è soprattutto un approccio software: si tratta di mettere insieme dati provenienti da hardware già esistente, non di creare un nuovo dispositivo apposito per la navigazione indoor. Tuttavia, i ricercatori si sono trovati di fronte ad uno scoglio: smartphone, droni e altri dispositivi elettronici sui quali volevano provare il loro approccio WIO avevano tutti l'interfaccia Wi-Fi bloccata.
Quindi è stato creato un prototipo di dispositivo in grado di gestire gli algoritmi del sistema WIO e i primi risultati sono stati già molto buoni: i device che utilizzano la tecnologia WIO calcolano le distanze con un margine di errore compreso tra il 5,9% e il 10,5%. Senza WIO, i dispositivi calcolavano la distanza con un margine di errore dal 40% al 49%.
A cosa servirà la tecnologia WIO
"Prevediamo che la WIO abbia molte applicazioni - afferma Raghav Venkatnarayan, uno dei ricercatori - dagli strumenti di navigazione indoor al fitness tracking ai videogiochi interattivi". E proprio in vista di videogiochi "powered by WIO", la North Carolina University ha annunciato una collaborazione con Sony, finalizzata a migliorare ulteriormente la precisione della tecnologia WIO e di portarla alla standardizzazione.
Se guardiamo al futuro, inoltre, un sistema standard di navigazione indoor potrebbe far piacere un po' a tutti. Pensiamo ad esempio alla navigazione all'interno dei grandi centri commerciali o, se la tecnologia diventerà abbastanza precisa, persino alla navigazione tra gli scaffali di un supermercato. Forse, quindi, un giorno potremo visualizzare la posizione delle scatolette di tonno direttamente sul navigatore dello smartphone.
Il rovescio della medaglia, però, è sempre la privacy: con questa tecnologia saremo tracciabili anche all'interno degli edifici. A tutto vantaggio dei negozianti e delle grandi catene di vendita al dettaglio, che potrebbero sapere dove siamo all'interno del negozio, davanti a quale vetrina ci fermiamo e per quanto tempo, provando così a scoprire quale prodotto vorremmo acquistare. Dati utilissimi per creare profili commerciali univoci dei vari frequentatori del centro commerciale.
