An indoor localization system for gated model villages

The world population is rapidly aging and, with the elder age, the probability of suffering from mild cognitive impairment increases exponentially. The highly innovative health-care facility “Il Paese Ritrovato”, the first Italian gated model village for people affected by Alzheimer’s disease, is a breakthrough event in the longterm care scenario of cognitive impairments; it aims to create an open environment in which the inhabitants could freely live and getting constantly stimulated by medical therapies and social interactions. In order to preserve the independence of the inhabitants, the number of caregivers has been reduced and every therapy needs to be non intrusive and perfectly blended with the regular daily activity of the village. Considering the dimension of the structure, the unconventional freedom of the patients and the limited amount of human resources, the activities of the caregivers have to be simplified through the use of a system developed specifically for the supervision of the structure. This thesis illustrates a localization system specifically designed to be applied in “Il Paese Ritrovato”, inaugurated on February 28th in Monza, Italy. The inhabitants are provided with a 3D-printable bracelet containing an iBeacon broadcasting data packets that are collected through the use of a Bluetooth Low Energy devices connected in a local network. The system evaluates the path-loss of the received signal and corrects the estimated position with a scene analysis that takes into account the possible pathway inside the facility in order to avoid the wall-crossing phenomena. Localization information can be displayed on a mobile application that is specifically designed for support the caregivers during their working shift.

La popolazione mondiale sta invecchiando rapidamente e, con l’avanzare dell’et`a, la probabilita` di soffrire di un lieve deterioramento cognitivo aumenta esponenzialmente. L’innovativo centro di assistenza sanitaria “Il Paese Ritrovato”, il primo gated model village per persone affette dal morbo di Alzheimer, `e un evento rivoluzionario nello scenario di cura a lungo termine dei disturbi cognitivi; il progetto mira a creare un am- biente libero in cui gli abitanti possano vivere in tranquillita` e costantemente stimolati da terapie mediche e dalle interazioni sociali. Al fine di preservare l’indipendenza degli abitanti, il numero di Assistenti `e stato ridotto e ogni terapia `e resa non invadente e perfettamente integrata con la normale attivita` quotidiana del villaggio. Considerando la dimensione della struttura, la libert`a non convenzionale dei pazienti e la quantita` limitata di risorse umane a disposizione, le attivita` degli assis- tenti devono essere semplificate attraverso l’uso di un sistema tecnologico sviluppato appositamente per la supervisione della struttura. Questa tesi illustra un sistema di localizzazione specificamente progettato per essere applicato in “Il Paese Ritrovato”, inaugurato il 28 febbraio 2018 a Monza, in Italia. Gli abitanti sono dotati di un braccialetto in plastica, stampato in 3D, contenente un beacon in grado di inviare continuamente pacchetti di dati con protocollo iBeacon, che vengono raccolti tramite l’uso di dispositivi Bluetooth Low Energy collegati in una rete locale. Il sistema valuta la perdita del segnale ricevuto e corregge la posizione stimata con un’analisi della scena che tiene conto dei possibili percorsi all’interno della struttura al fine di evitare errori per cui il segnale sembra aver attraversato la parete. Le informazioni sulla localizzazione possono essere visualizzate su un’applicazione mobile appositamente progettata per supportare gli operatori sanitari durante il loro turno lavorativo.