HMI contactless con AI integrata aiutano le cliniche a soddisfare i requisiti igienici, minimizzare i rischi di inattività e garantire la protezione dei dati. La piattaforma MediaTek Genio 700, in combinazione con un HMI medico, unisce una potente elaborazione AI edge con capacità di fotocamera, audio e grafica in un design di livello industriale. Nelle applicazioni cliniche, consente l'autenticazione sicura, il funzionamento basato su voce e gesti e la gestione e manutenzione centralizzata dei dispositivi medici, tutto localmente, senza dipendenza dal cloud.
Introduzione: Perché i clinici hanno bisogno di HMI senza contatto con AI locale
Negli ambienti clinici, l'igiene e la sicurezza operativa sono priorità assolute. Le interfacce utente convenzionali con pulsanti o touchscreen sono difficili da pulire e offrono nascondigli per i germi, un rischio serio per il controllo delle infezioni. Le interfacce uomo-macchina (HMI) senza contatto che utilizzano gesti, voce o riconoscimento facciale consentono un'operazione sterile senza compromettere le pratiche di lavoro asettiche.
Allo stesso tempo, i sistemi orientati al paziente richiedono la massima affidabilità e capacità in tempo reale. L'elaborazione AI locale, chiamata edge AI, garantisce un controllo reattivo anche in caso di guasti di rete e protegge i dati sanitari sensibili da accessi esterni. Questo crea un'interazione sicura, igienica e ad alte prestazioni tra esseri umani e macchine, su misura per le esigenze della medicina moderna.
La piattaforma MediaTek Genio700 offre alta potenza per l'inferenza AI
Una potente piattaforma edge è cruciale per l'uso in interfacce mediche senza contatto. Una possibile piattaforma è il System-on-Module SOM-SMARC-Genio700, che incorpora la piattaforma edge AI ad alte prestazioni MediaTek Genio 700. Questo processore a otto core presenta due core Arm Cortex-A78 che funzionano a 2,2 GHz e sei core Arm Cortex-A55 che funzionano a 2 GHz, ed è prodotto utilizzando tecnologia a 6 nm a basso consumo energetico. Un'unità di elaborazione neurale integrata (NPU) con prestazioni fino a 4 TOPS e un'unità di elaborazione visiva (VPU) consentono l'inferenza AI in tempo reale per il riconoscimento di gesti e oggetti. La grafica Mali-G57 supporta doppi display fino a 4K30/60 fps e garantisce interfacce utente fluide e dettagliate.
Inoltre, per acquisire dati dai sensori, la piattaforma dispone di due processori di segnale d'immagine (ISP) che possono gestire telecamere fino a 32 MP o configurazioni duali da 16 MP. Funzioni come canali di colore ad alta gamma dinamica (HDR), riduzione del rumore e autofocus garantiscono un rilevamento accurato in condizioni di illuminazione variabili. Questo è completato da un processore di segnale digitale audio (DSP) dedicato e da interfacce estese per microfoni e altoparlanti, ideali per il controllo vocale e il feedback acustico.
Con opzioni I/O versatili, tra cui USB 3.2, Ethernet con TSN, PCIe, I²C o SPI, nonché resistenza alla temperatura di grado industriale da -40 a +105 °C, il SOM è progettato per un funzionamento continuo in ambienti clinici. Sistemi operativi come Android, Yocto Linux e Ubuntu offrono agli sviluppatori molta flessibilità. In un'architettura HMI senza contatto, il modulo gestisce l'elaborazione AI, controlla display e sensori e si connette in modo sicuro alle reti locali, un blocco costruttivo compatto e scalabile per dispositivi medici intelligenti e igienici.
La piattaforma consente una soluzione HMI sicura, reattiva e igienica
Un esempio mostra come un flusso di lavoro senza contatto supportato da AI basato sul Genio 700 supporti il personale medico nella vita quotidiana ospedaliera. L'HMI modulare senza ventola Modular Vision, che incorpora il SOM-SMARC-Genio700 di SECO, integra un display, oltre a una telecamera esterna e un array di microfoni, posizionati vicino al paziente per rendere accessibili i dati vitali e le informazioni sul trattamento. Dopo aver avviato Yocto Linux o Android, il sistema si connette alla rete ospedaliera e carica i modelli AI necessari per il riconoscimento vocale e delle immagini, e fornisce un'interfaccia utente intuitiva con scenari di "Smart Clinical Record" e "Alert Management".
Non appena uno specialista entra nel posto di lavoro, la telecamera collegata elabora i dati dell'immagine localmente e identifica l'utente tramite riconoscimento facciale e apre un cruscotto personalizzato con i rispettivi diritti di accesso. In modalità Smart Clinical Record, vengono quindi visualizzate informazioni sul paziente come segni vitali, piani di medicazione o storie di trattamento. Le modifiche, ad esempio del tasso di infusione, vengono effettuate tramite comandi vocali o gesti, che il Genio 700 elabora interamente localmente grazie al suo DSP audio e NPU, senza trasferire dati al cloud. Ad esempio, se l'utente dice: "Imposta il tasso di infusione a 50 millilitri all'ora", l'AI integrata converte il comando in testo, lo interpreta e aggiorna il file del paziente in tempo reale. L'adattamento viene immediatamente evidenziato sul display.
Lo scenario di gestione degli allarmi esteso dimostra il flusso di servizio tecnico: l'HMI monitora i dispositivi collegati tramite Ethernet o I²C, come tomografi o sistemi di ventilazione, visualizza dati di temperatura, potenza e stato del sistema e rileva anomalie in tempo reale. In caso di malfunzionamenti, i tecnici vengono autenticati tramite notifica e ricevono istruzioni passo-passo sul display per eseguire la manutenzione in conformità con le normative.
Dopo aver completato le attività di cura o manutenzione, il sistema sincronizza i dati aggiornati con i sistemi informativi ospedalieri. Tutte le azioni vengono registrate per tracciabilità e audit, e le informazioni sensibili vengono trasmesse in forma crittografata. In modalità standby, il motore visivo può monitorare la stanza, rilevare movimenti e attivare un allarme se necessario. Funzionalità come identificazione automatica, cruscotti personalizzati, notifiche contestuali e supporto alla manutenzione remota dimostrano come la piattaforma Genio consenta una soluzione HMI sicura, reattiva e igienica per le operazioni ospedaliere.
Valore aggiunto: Gestione dei dispositivi ed estensioni
Le HMI basate su Genio possono essere gestite centralmente tramite un portale basato su cloud implementato con il framework software Clea di SECO. Gli amministratori possono distribuire nuovi modelli AI, regolare configurazioni o eseguire aggiornamenti software su più dispositivi contemporaneamente. La gestione integrata delle risorse fornisce una visione in tempo reale dello stato, del tempo di esecuzione e delle prestazioni dei sistemi, un vantaggio decisivo per minimizzare i tempi di inattività e soddisfare efficacemente i requisiti normativi.
Grazie alle interfacce versatili di Genio, sensori aggiuntivi come telecamere termiche, lettori RFID o scanner medici possono essere facilmente integrati. I framework edge-to-cloud consentono agli sviluppatori di eseguire applicazioni AI personalizzate, come il rilevamento di anomalie o il monitoraggio dei campioni, direttamente sull'hardware esistente. I moduli di comunicazione opzionali disponibili, inclusi Wi-Fi 6, BT o 4G/5G, consentono anche un'integrazione senza soluzione di continuità nelle reti wireless delle strutture mediche.
Demo medica alimentata da Genio a embedded world North America 2025
Il caso d'uso descritto sopra è stato implementato in un'applicazione demo pratica sviluppata specificamente per l'uso in ambienti clinici. Il sistema mostra come i concetti operativi senza contatto supportati da AI possano essere integrati senza soluzione di continuità nei flussi di lavoro delle strutture mediche esistenti utilizzando la piattaforma Genio 700.
Nella demo "Smart Clinical Record", i visitatori di embedded world North America (EWNA) possono richiamare dati vitali tramite controllo gestuale o vocale, mentre lo scenario "Alert Management" simula la manutenzione e la risoluzione dei problemi sui dispositivi medici. Questa dimostrazione combinata sarà presentata in esclusiva per la prima volta a EWNA presso lo stand SECO #7011, offrendo ai visitatori del settore l'opportunità di sperimentare l'intero flusso di lavoro – dal riconoscimento dell'utente all'elaborazione AI in tempo reale.
Conclusione
Le strutture mediche possono utilizzare interfacce utente senza contatto che eseguono modelli AI localmente per ridurre i rischi di infezione, garantire affidabilità e proteggere i dati dei pazienti. Il SOM-SMARC-Genio700 offre le prestazioni necessarie: un processore octa-core, una NPU da 4-TOPS e una robustezza industriale formano la base per il controllo supportato da AI direttamente sul dispositivo.
In un'architettura HMI senza contatto, il Genio 700 gestisce l'elaborazione AI dei dati di telecamere e audio, controlla il display e comunica in modo sicuro con i sistemi ospedalieri. Con questa configurazione, l'autenticazione, il controllo vocale e gestuale, nonché il monitoraggio dei dispositivi, possono essere implementati localmente e in modo affidabile. Con opzioni di gestione centrale, manutenzione remota ed espandibilità flessibile, la piattaforma è ideale per sistemi HMI medici scalabili e igienici.
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