Crowdsensing di parametri percettivi

Capitolo 1
Introduzione
1.1 Background
Un recente studio dell’International Telecommunications Union (ITU), ha ri-
levato che la popolazione di Internet ha tagliato il traguardo dei 3 miliardi di
utenti online. Il tasso di diffusione di Internet è senza precedenti: nella sto-
ria, il suo inesorabile sviluppo è solo paragonabile a quello che ebbe la radio.
Non c’è da meravigliarsi se la grande neuroscienziata, Rita Levi Montalcini,
disse durante un’intervista nel 2009 quando compì 100 anni: “La più grande
invenzione del ’900? E me lo chiede? Internet”. Aveva ben capito l’impatto
rivoluzionario di Internet in ogni aspetto della nostra vita. In una società che
ha adottato a pieno titolo il Web 2.0, ognuno cerca di fornire diverse interpre-
tazioni su quello che sarà l’Internet di domani e il nuovo modo di utilizzare il
Web. Non possiamo parlare di futuro senza capire il presente. Dopo lo scoppio
della bolla dot-com nell’autunno del 2001, il pensiero comune era che la rete
fosse assolutamente sopravvalutata. In realtà, superata la crisi momentanea,
iniziarono ad affacciarsi nuove generazioni di siti, servizi e applicazioni (come
i social network, wiki, i podcast, i blog, i feed rss) che avevano la caratteristi-
ca di semplificare la generazione e la gestione dei contenuti. L’utente diventa
non solo “ricettore”, ma anche “emittente” di informazioni. Queste nuove tec-
nologie vengono classificate sotto il nome di Web 2.0. In pratica, mentre nel
Web 1.0 i contenuti venivano generati da un numero ristretto di soggetti, e gli
utenti potevano soltanto leggere e scaricare, nel Web 2.0 chiunque può gene-
rare spontaneamente e utilizzare contenuti. Con il Web 2.0 si entra nell’era
user-generated content dove gli utenti partecipano, condividono e le Rete di-
stribuisce i loro pensieri. Il Web 2.0, termine coniato nel settembre 2005 dal
guru americano Tim O’Reilly, rappresenta una rivoluzione copernicana perché
mette l’utente al centro di tutto: i blog, i social network, i wiki sono alcuni
dei principali ambienti che consentono agli utenti di generare contenuti. Ma il
Web è in piena evoluzione. Il mondo sarà sempre di più interconnesso e le tec-
nologie quali Mobile Intenet, Intelligenza artificiale, Internet delle cose, Cloud,
2 1.2 Crowdsensing: i cittadini come “sensori” in rete
Big Data, Robotica avanzata, Nanotecnologie, Social Network cambieranno
o stanno cambiando il nostro modello di sviluppo e la nostra società. Que-
ste tecnologie, attraverso la loro sinergia, porteranno alla nascita di un nuovo
paradigma, ovvero al Web 3.0. Ad oggi, non esiste un definizione univoca e
precisa di Web 3.0 [1]. L’internet di domani, non sarà altro che l’evoluzione
del Web che conosciamo, in cui Web semantico, Web 3D, Realtà Aumentata,
Web potenziato saranno solo alcuni dei nuovi tasselli che andranno a costituire
il Web 3.0. Nel segmento della telefonia mobile, sempre lo studio dell’ITU ci
dice che entro la fine del 2014 ci saranno 7 miliardi di abbonamenti, corri-
spondenti all’incirca alla popolazione mondiale totale. Grazie alle nuove reti
3G/4G e l’aumento della copertura Internet, che ormai nei paesi sviluppati è
pressochè totale, siamo entrati nell’epoca della connessione sempre e ovunque.
Il fenomeno di erosione degli utenti Internet da desktop a favore del mobile è
ormai conclamato. L’IPhone, nato del 2007, ha dato un impulso determinante
all’ascesa dei dispositivi mobili. Oggi siamo in presenza di un uso massiccio
e del tutto trasversale dei device mobili: smartphone, tablet, normali cellulari
con connessione, computer e dispositivi palmari di ogni genere fruiscono della
rete Internet portando enormi possibilità di sviluppo in situazioni, luoghi e
condizioni che non avremmo mai immaginato. La diffusione degli smartphones
e dei dispostivi mobili va di pari passo con la crescita esponenziale della app,
che possono essere considerate come il volano che ha consentito l’affermazione
del primato del mobile sul desktop. Ad oggi l’App Store vanta 900.000 ap-
plicazioni disponibili fra quelle specifiche per iPhone ed iPad, mentre Google
Play vanta un numero superiore al milione. E il numero cresce giorno dopo
giorno. L’utilizzo dei dispositivi mobili dotati di ampi schermi touchscreen
rende le app lo strumento che ha reso facile a milioni di persone l’accesso ai
contenuti presenti sul Web. Ogni telefono mobile presente in commercio, anche
di fascia bassa, ha in dotazione un dispositivo GPS e una connessioni 3G e tali
caratteristiche hanno incentivato la produzione di app geo-localizzate. Uno
smartphone, con le sue peculiarità (app, fotografia, collegamento ad Internet,
social, georeferenziazione), ha in sé tutte le caratteristiche per diventare un
potente strumento in grado di generare e di far condividere le informazioni e la
conoscenza di una città. La diffusione della connettività mobile e delle nuove
tecnologie ha favorito l’affermarsi di una nuova cultura digitale che ci consente
di “sentire”, “captare” e “raccogliere” informazioni in modo nuovo nelle nostre
città. Nasce così un nuovo paradigma, il crowdsensing, che sfrutta l’ubiquità
e l’interattività dei dispositivi mobili per la raccolta dei dati.
1.2 Crowdsensing: i cittadini come “sensori” in rete
Per meglio comprendere i concetti che sono alla base del crowdsensing, possia-
mo immaginare i cittadini come “sensori” in rete, che muovendosi all’interno
1.3 Tassonomia dei sistemi di Crowdsensing 3
del contesto urbano possono generare e/o misurare dati e condividerli in tem-
po reale. Attraverso applicazioni basate sul principio del crowdsensing diventa
possibile misurare un certo fenomeno di interesse grazie all’ausilio dei singoli
utenti che in modo distribuito generano e/o misurano dati condividendoli. I
dati misurati dagli utenti possono essere sia di natura oggettiva che di natura
soggettiva. I dati di natura oggettiva vengono generalmente rilevati dai sen-
sori in dotazione ai dispositivi mobili: sensori GPS, accelerometri, telecamere,
giroscopi o sensori di varia tipologia connessi ai dispositivi. I dati di natura
soggettiva possono essere definiti come dati percettivo-valutativi prodotti da
osservatori o utilizzatori che sono chiamati a dare un giudizio su un deter-
minato setting, e risultano essere particolarmente utili alla rilevazione delle
informazioni sulle dinamiche sociali. Attraverso le interfacce cellulari e Wi-Fi
i dati vengono inviati verso server raggiungibili attraverso la rete Internet. È
possibile così misurare fenomeni d’interesse come la qualità dell’aria, il traf-
fico stradale, il livello di rumorosità, oppure segnalare alla municipalità una
buca per strada, la presenza di discariche illegali, cave illegali, inquinamento
dell’aria o scarichi reflui. Combinando i dati con informazioni di geolocaliz-
zazione (ricevitore GPS oppure con localizzazione tramite le celle della rete
telefonica cellulare) è inoltre possibile ottenere campioni spazio/tempo refe-
renziati dell’ambiente urbano utili a rappresentare la dinamica territoriale del
fenomeno d’interesse. Ad esempio, nell’ambito della raccolta dei dati di mobili-
tà, i sistemi di crowdsensing possono essere utilizzati per predire le condizioni
di traffico: i dati relativi al traffico urbano (congestione, segnalazione di un
incidente, ecc) possono essere rilevati da milioni di dispositivi mobili “schierati
in campo”. È dunque il cittadino che partecipa alla raccolta dei dati, senza
utilizzare le costose infrastrutture necessarie per il monitoraggio del traffico.
1.3 Tassonomia dei sistemi di Crowdsensing
I sistemi di crowdsensing vengono classificati in base a due criteri. Il pri-
mo criterio è basato sul tipo di coinvolgimento dei cittadini nel processo di
crowdsensing [2]. Possiamo distinguere due tipologie:
1. Crowdsensing partecipativo
2. Crowdsensing opportunistico
Nel crowdsensing partecipativo, i cittadini sono attori attivi (partecipativi)
e raccolgono dati sul territorio. Nel crowdsensing opportunistico si utilizzano
i dispositivi smartphone come sensori per misurare in modo automatico feno-
meni sul territorio cittadino; in pratica i dati sono raccolti in maniera quasi
autonoma dai dispositivi personali e il coinvolgimento dei cittadini è ridotto. Il
secondocriterioèbasatosultipodifenomenomisurato. Èpossibileindividuare
tre tipologie di sistemi di crowdsensing:
4 1.3 Tassonomia dei sistemi di Crowdsensing
1. Crowdsensing ambientale
2. Crowdsensing infrastrutturale
3. Crowdsensing sociale
Il crowdsensing ambientale viene utilizzato per misurare l’ambiente natu-
rale (ad esempio, il livello delle acque o l’inquinamento atmosferico). Il cro-
wdsensing infrastrutturale è utilizzato per misurare le infrastrutture pubbliche
(ad esempio, la congestione del traffico o le condizioni della strada). Il crowd-
sensing sociale viene utilizzato per misurare i dati inerenti la vita sociale degli
individui (ad esempio, l’identificazione dei luoghi con più attività sociali).
Un’interessante applicazione di crowdsensing ambientale si chiama Creek
Watch , un’applicazione per iPhone di crowdsensing partecipativo sviluppata
da IBM Research, che consente ai cittadini di tutto il mondo di monitorare i
bacini idrografici. I cittadini forniscono i dati essenziali, che le autorità idri-
che locali possono utilizzare per tenere traccia dell’inquinamento, del livello
dell’acqua e della portata al fine di pianificare programmi ambientali per la
gestione delle risorse idriche. Creek Watch è un’app facile da usare. Basta
fermarsi su un corso d’acqua, scattare una foto con il telefonino e inviare alcuni
dati georeferenziati (utilizzando il ricevitore GPS) sulla base di osservazioni:
1. Livello dell’acqua (secco, medio o pieno)
2. Portata (molto lenta, lenta o veloce)
3. Rifiuti (nessuno, alcuni o molti)
Nell’ambito del crowdsensing infrastrutturale, Microsoft Research sta la-
vorando ad un progetto chiamato Nericell per il monitoraggio delle strade e
del traffico. L’idea di base è che l’utente, prima di iniziare a guidare, non deve
fare altro che avviare un’app dal proprio telefonino per poi riposizionarlo in
tasca. Il software che si basa su un sistema di crowdsensing opportunistico,
è installato sul telefonino e controlla automaticamente le condizioni stradali e
il traffico durante il tragitto. Le informazioni raccolte dal software vengono
trasmesse a un servizio di cloud computing per l’aggregazione e l’elaborazione
dei dati, al fine di effettuare le opportune segnalazioni. Il software si basa sul-
l’utilizzo di un array di sensori che tutti gli smartphone posseggono: bluetooth,
connessione 3G, microfono, accelerometro e GPS. Per esempio, l’accelerometro
viene utilizzato per rilevare le buche stradali e il microfono per rilevare clac-
son e quindi misurare l’inquinamento acustico. Per concludere, nell’ambito del
crowdsensing sociale, molto interessante è BikeNet, un sistema di crowdsen-
sing opportunistico il cui scopo è “mappare” l’esperienza personale del ciclista.
BikeNet utilizza una serie di sensori incorporati nella bicicletta e connessi con
lo smarthphone del ciclista. Durante la corsa del ciclista, vengono raccolti dati
1.4 Crowdsensing: implicazioni e sfide da affrontare 5
come ad esempio la posizione, la presenza di CO2, e la qualità della pista ci-
clabile. Attraverso un portale web-based il ciclista può visualizzare i suoi dati
e condividere la sua esperienza personale.
1.4 Crowdsensing: implicazioni e sfide da affrontare
Leapplicazioniditipocrowdsensingpresentanoalcuneimplicazionicheoccorre
considerare, che possiamo così elencare:
1. Meccanismi di incentivazione
2. Privacy dell’utente
3. Attendibilità dei dati
Andremo di seguito ad evidenziare gli aspetti di maggior interesse per i
punti sopra elencati.
1.4.1 Meccanismi di incentivazione
Uno dei principali ostacoli alla riuscita di un progetto di crowdsensing è il man-
cato conseguimento del giusto livello di partecipazione da parte dei potenziali
utenti. Si tratta di una vera e propria sfida che si pone come obiettivo quello
di attrarre una massa critica di utenti che partecipi attivamente al processo.
Pensare e progettare meccanismi di incentivazione nell’ambito dei sistemi di
crowdsensing non è un’operazione facile: sono richieste conoscenze di ingegne-
ria, scienze sociali, psicologia, economia e marketing. Lo sviluppo delle nuove
tecnologie di comunicazione, in particolare del Web 2.0, hanno decretato la
fine del marketing tradizionale di stampo kotleriano. Si sono così sviluppate
nuove tipologie di comunicazione basate su approcci non-convenzionali o alter-
nativi rispetto agli approcci convenzionali/tradizionali. Una pietra miliare del
marketing non-convenzionale è il guerrila marketing , introdotto nel 1984 da
Jay Conrad Levinson. Levinson definì il guerrilla marketing come un siste-
ma non convenzionale di comunicazione a budget ridotto e limitato che punta
sulla creatività, a volte ai limiti dell’etica, piuttosto che su grandi investimen-
ti economici [3]. Levinson quindi evidenzia che ai cambiamenti in atto nella
società occorre rispondere con modalità nuove, “creative” per potersi inserire
all’interno delle nuove dinamiche sociali. I profondi cambiamenti sociali, eco-
nomici e tecnologici hanno ridotto la distanza comunicativa tra l’impresa e i
suoi clienti: la partecipazione del cliente alla creazione del valore con le imprese
diventa sempre più importante e strategica. In un’ottica collaborativa in cui
il cliente non è più il target da colpire ma un partner con cui dialogare, nasce
il concetto di “co-creazione” di valore, il quale ha assunto un ruolo chiave nel
marketing non-convenzionale. La co-creazione implica il coinvolgimento del
consumatore, il quale collabora attivamente utilizzando la sua creatività alla
6 1.4 Crowdsensing: implicazioni e sfide da affrontare
generazione dell’offerta e del valore in essa compreso. Gli ambienti virtuali di
interazione, nati grazie al Web 2.0, mettono a disposizione a tutti gli utenti
una connettività ubiquitaria e partecipativa che ha aperto la strada a un nuovo
modello di marketing: il marketing collaborativo. Il marketing collaborativo
si basa quindi sul concetto di “co-creazione”, dove il cliente non è un soggetto
passivo inerte ma un soggetto attivo che fornisce le proprie competenze per
poter co-produrre il prodotto, l’idea o l’esperienza. Diversi studi di psicolo-
gia sociale hanno cercato di chiarire le motivazioni sottese alla partecipazione
nelle comunità virtuali di co-creazione. La natura delle motivazioni possono
essere sia di natura intrinseca che di natura estrinseca [4]. Nel primo caso, un
individuo può impegnarsi a svolgere una determinata attività perché questa è
intrinsecamente interessante o piacevole. In questo caso, la partecipazione a un
processo di co-creazione può essere percepita come un’attività gratificante. Nel
secondo caso, la natura estrinseca della motivazione fa sì che la partecipazione
a un processo di co-creazione diventi strumentale rispetto al conseguimento di
un determinato obiettivo o di una ricompensa, che può essere di carattere mo-
netario o di altra natura (es. riconoscimenti pubblici, privilegi). Gli studiosi di
psicologia sociale registrano posizioni diverse in merito al ricorso di strumenti
di incentivazione di carattere monetario. Alcuni studi hanno evidenziato che il
ricorso a strumenti di questo tipo può compromettere il livello di motivazione
intrinseca, che è considerato il principale motore propulsivo della creatività.
Queste forme di ricompensa possono “distruggere la partecipazione” e si ha
un peggioramento dei risultati con l’aumento dell’entità del premio monetario.
Altri studi, invece, giungono a conclusioni completamente diverse. Ad esem-
pio, lo studio condotto da Lakhani e Wolf (2005), analizzando dei progetti di
sviluppo Software Open Source, evidenzia che il riconoscimento monetario non
determina un impatto negativo sulla partecipazione e sul coinvolgimento nel
progetto. Da questa analisi risulta che le motivazioni che possono indurre gli
individui a partecipare a processi di co-creazione sono molteplici. Generalmen-
te si tratta di una combinazione di motivi intrinseci ed estrinseci, personali e
sociali. Un sistema di crowdsensing costituisce un modello di collaborazione
in cui si chiede ad una massa critica di utenti di rispondere ad una richiesta
aperta di partecipazione. A tutti gli effetti può essere visto come un processo
di co-creazione che abbraccia in pieno gli aspetti trattati. Le sole ricompense
monetarie non possono essere sufficienti per attrarre una massa critica di uten-
ti che partecipi attivamente al processo di crowdsensing, in considerazione del
fatto che a fronte del numero crescente dei partecipanti la forma di ricompensa
tende a ridursi. Uno dei principali approcci del marketing non-convenzionale
è il “viral marketing”, le cui origini vanno ricercate nel passaparola e nel mo-
do in cui si influenzano i consumatori. Negli ambienti digitali partecipativi,
attraverso il passaparola elettronico, i messaggi di marketing sono diffusi in
maniera esponenziale. Utilizzando i Social Network, alcuni sistemi di crowd-
sensing utilizzano approcci virali per innescare il passaparola elettronico. È
il caso di Creek Watch, applicazione che consente agli utenti di condividere