Rilevare la temperatura con i telefoni cellulari

La febbre è uno dei sintomi che persone infette da virus potrebbero manifestare. I controlli della temperatura corporea sono quindi un supporto nella diagnosi precoce di potenziali persone positive, permettendo in questo modo di limitare la diffusione dei virus.

Per lo screening della temperatura vengono diffusamente utilizzati sia i termometri IR che le termocamere ma anche alcuni telefoni cellulari possono essere utilizzati per rilevare la febbre.

Si tratta di dispositivi mobili di fascia alta, con sensori IR integrati in grado di misurare le variazioni di temperatura attraverso la termografia.

Le immagini termiche (heat map) non fanno altro che “tradurre” zone dello spettro infrarosso invisibile in zone di spettro visibile all’occhio umano. Il risultato è una caratteristica mappa ad aree colorate dove le parti più calde sono rosse mentre le parte più fredde sono blu-viola-verdi. Poiché i nostri occhi non possono né vedere né percepire i vari colori dell'infrarosso, serve un meccanismo come la termocamera, che faccia da interprete e traduca per i nostri occhi. Cosa rende blu il blu che appare nella termografia? È davvero blu? No, si tratta di un metodo per semplificare la mappatura dei colori "più freddi" nello spettro infrarosso e tradurli in colori dello spettro visibile.

Gli smartphone sono infinitamente più complessi e potenti di un semplice termometro digitale e per loro costruzione sono già dotati di termosensori che vengono utilizzati per misurare la temperatura della batteria e dei chip, in modo da garantire il corretto funzionamento e l’integrità del dispositivo stesso.

Misurare la temperatura ambiente con un apparecchio che attraversa costantemente fasi di riscaldamento e di raffreddamento è una questione complessa, quasi impossibile da fare con precisione. Per riuscire in questa impresa il sensore termico dovrebbe essere all'esterno del telefono ma senza sporgere, per motivi estetici. Dovrebbe quindi essere incorporato nel telaio o sul retro del dispositivo.

Ma queste stesse parti sono generalmente utilizzate per scaricare il calore dai componenti interni, o in altre parole, come radiatore passivo di base. In sostanza, i produttori dovrebbero mettere un termometro su un radiatore e fornire comunque misurazioni che abbiano senso per l'utente.

Sulla base di queste considerazioni, si comprende come mai i cellulari in generale non siano dotati di termo sensore in grado di dare misure accurate della temperatura corporea. Tuttavia esistono modi per mitigare l'influenza della temperatura del dispositivo. Utilizzando i dati dei sensori interni e algoritmi intelligenti, è possibile infatti ottenere una misura prossima alla temperatura ambiente reale, anche se non precisa al 100%.

Le case produttrici nella loro costante ricerca di innovazione hanno provato già da molto tempo a realizzare telefoni con termometri. Le prime a farlo furono Samsung e Motorola. Secondo le istruzioni per l'utilizzo di questa funzione, la misurazione della temperatura richiedeva di lasciare raffreddare il dispositivo dal calore che poteva essersi accumulato durante l'uso e tenerlo lontano dalle mani. Tale procedura risultava tutt'altro che pratica e anche dopo aver seguito le istruzioni, l'accuratezza del risultato era dubbia. In seguito Samsung ha abbandonato l'idea e non l'ha più riproposta.

Oggi ci sono delle case costruttrici che sono riuscite ad integrare nei propri cellulari dei sistemi per lo screening della temperatura. Si tratta di cellulari di fascia alta e uno di questi è il Play 4 Pro di Huawei Honor. Tutto ciò che si deve fare per ottenere una misura della temperatura corporea è puntare il dispositivo sulla fronte di una persona e l'app integrata fornisce all’utente una lettura dei dati acquisiti. Il processo è possibile grazie ad un sensore a infrarossi in grado di misurare temperature comprese tra -20 °C (-4 °F) e 100 °C (212 °F).

I controlli della temperatura IR potrebbero non essere accurati come quelli effettuati mediante termocamere o normali termometri, ma questi dispositivi potrebbero comunque essere utili per individuare persone con febbre.

Esistono anche telefoni cellulari che non hanno sensori di temperatura integrati ma possono acquisire immagini termiche o aggiungendo un apposito modulo (come quello di FLIR) o tramite funzionalità termica integrata nella fotocamera (come lo smartphone CAT).

Il Cat S60 e il suo successore, il Cat S61, sono i primi smartphone con termocamere integrate. Le termocamere FLIR Lepton di cui sono dotati questi cellulari, hanno dimostrato di essere uno strumento indispensabile in una miriade di contesti, da industriale a ricreativo.

Tutti gli oggetti, comprese le persone, irradiano energia sotto forma di luce infrarossa che può essere rilevata da una termocamera. Le differenti temperature superficiali vengono visualizzate e rappresentate sotto forma di colori su un display. Questa tecnologia funziona anche al buio e non richiede il contatto fisico con il target per poterne misurare la temperatura. Ciò rende la termografia una tecnologia ideale per lo screening di gruppi di persone, tramite passaggio di una termocamera: in caso di febbre, sul display appare chiaramente un colore in contrasto con gli altri e le persone che presentano temperature elevate possono essere rapidamente identificate.

Sebbene siano disponibili termocamere autonome, la termocamera integrata nei cellulari come il Cat S61 e il Cat S60, offre dei vantaggi chiave: sono resistenti e robusti, adatti all'uso in qualsiasi ambiente, interno o esterno. Sono a prova di caduta, testati a temperature estreme, resistenti ai graffi e costruiti per durare. Sono resistenti alla polvere e possono essere completamente immersi in un liquido. Possono essere puliti con acqua calda o fredda, con acqua e sapone o con detergenti, oppure disinfettati con alcool gel. Hanno inoltre tutte le caratteristiche di un cellulare di ultima generazione ed i dati raccolti o le immagini termiche, possono essere trasmesse in streaming o condivise tramite connessione USB o Wi-Fi o Bluetooth.

Questi cellulari possono essere montati su un treppiede o un supporto orientato in uno spazio attraverso il quale le persone passano, idealmente entro 1,5 metri dalla telecamera. La telecamera termica può essere configurata impostando un intervallo di temperatura fisso, per garantire che risaltino chiaramente eventuali anomalie. Ciò significa che chiunque sorpassi la telecamera con un valore insolitamente alto di temperatura, fuori dall’ intervallo di normalità predefinito, apparirà contrassegnato con un colore rosso, identificante l’alta temperatura.

Per la sicurezza dell'operatore, ciò che visualizza la termocamera può essere riprodotto in mirroring o trasmesso in streaming ad un display remoto. Questo può essere fatto tramite connessione via cavo USB a un laptop o tablet, o tramite WiFi o ancora come connessione dati cellulare.

Anche se questa non è la tecnologia più adatta per misurazioni precise della temperatura corporea, a causa delle condizioni variabili ambientali che possono influenzare l'accuratezza delle misure, la termografia su dispositivi mobili rappresenta comunque una soluzione efficace, conveniente, scalabile e facilmente implementabile.

La mancanza di precisione non ha mai fermato gli sviluppatori di app per cui esistono negli app-store centinaia di applicazioni per cellulare, anche gratuite, in grado di trasformare il proprio dispositivo mobile in un termometro, sebbene le misure della temperatura corporea non siano precise e possano essere addirittura inaffidabili.

Senza l’ausilio di un apposito sensore integrato o di un modulo termocamera accessorio, i telefoni cellulari non sono in grado di dare lettura sufficientemente affidabile della temperatura ambiente. Non è quindi da ritenersi idoneo l’utilizzo delle app per smartphone o per iphone per lo screening della temperatura corporea ai fini della salvaguardia della salute pubblica. Le termocamere accessorie o il sistema di rilevamento termometrico integrato realizzato da alcune case produttrici di cellulari, sono il sistema più efficace per individuare, attraverso le mappe di calore, le persone con febbre o con temperatura più elevata rispetto a quella di riferimento prestabilita.