Vytvořený základ stavebnice vzájemně spolupracujících prvků systému s možností rozšíření do budoucna představuje splněný cíl projektu AHOL TALENT 2023. Ve spolupráci s odborníkem z praxe, firmou Benetronic, s.r.o., byly na společných schůzkách postupně vytvořeny moduly, které se dají vzájemně propojovat a vytvářet požadované úlohy. Zatím se jedná o dva moduly, avšak lze na nich prezentovat funkčnost stavebnice vzájemně spolupracujících prvků systému v oblasti ortoticko protetických pomůcek. Do systému stavebnice se dají do budoucna včleňovat ortoticko protetické pomůcky, např. v podobě ortéz pro rehabilitaci apod. Řešení projektu navazuje na výsledky projektů AHOL TALENT z minulých let. Proto se pro prezentaci výsledků dosažených v letošním roce dá zařadit i ortéza na horní končetinu člověka, vytvořená v rámci výstupů projektů AHOL TALENT z předešlých dvou let.
V průběhu řešení projektu se řešitelský tým společně s odborníky z praxe dohodli, že budou vytvořeny pouze dva moduly, které budou tvořit základ stavebnice. Pouze dva moduly vycházeli také z omezených finančních prostředků, které byl v rámci řešeného projektu k dispozici. Bylo smysluplné využít inteligentní jednotku, která byla pořízena v roce 2021 jako jeden z výstup projektu AHOL TALENT. Tato jednotka společně s inteligentní ortézou tvoří rovněž základ modulární stavebnice. Na odborníkovi z praxe bylo vytvořit prostředí IoT. Jedná se o server IoT se kterým všechny moduly umí bezdrátově komunikovat prostřednictvím WiFi. Tato skutečnost umožňuje realizovat nejrůznější kombinace různých propojení s cílem vytvořit různé typy úloh. Jedná se o úlohy, které lze konkrétně realizovat u vytypovaných klientů. Úlohy se mohou variabilně měnit a přizpůsobovat na měnící se požadavky v čase. Podmínkou byla jednoduchost vytvoření takovýchto úloh bez znalosti programování. To znamená, že člověk bez znalosti programovacího jazyka je schopen s moduly stavebnice pracovat a vytvářet konkrétní úlohy pro konkrétní požadavky klienta. Klientem může být např. osoba s omezenou pohyblivostí. Obrázek inteligentní jednotky a chytré ortézy jsou znázorněny na obrázku.
Obrázek inteligentní jednotky a chytrá ortéza
V průběhu realizace projektu bylo potřeba návrhy na vytvoření modulů dobře zvážit, tak aby se na ně dalo jednoduše navazovat v budoucnu a vytvářet postupně náročnější a složitější varianty úloh. Cílem při vytváření modulární stavebnice bylo, aby se dala jednak využívat v rámci výuky odborných předmětů, při prezentacích oboru ortoticko-protetický technik, dnech otevřených dveří, prezentacích na základních devítiletých školách apod. Zároveň ale také, aby jí bylo možné aplikovat pro konkrétní praktické situace v rámci IoT a chytré domácnosti. Zde se předpokládá možnost konkrétního využití pro pacienty (hendikepované osoby). Tuto možnost využití zatím ústně potvrdil odborník z praxe, ing. Uličný, zástupce firmy Benetronic, s.r.o. Další podmínkou bylo, aby se do stavebnice dalo začlenit to, co už je vytvořeno v rámci předcházejících projektů, což se podařilo. To znamená chytrou ortézu a inteligentní jednotku pro chytrou ortézu. Dále pak lze do systému stavebnice začlenit i chytré brýle pro smíšenou virtuální realitu HoloLens2 a případně další výstupy z předešlých projektů AHOL TALENT. Proto bylo dohodnuto, že se vytvoří Smarth IoT modul a Modul tlačítko.
Velkou výhodou je také to, že pro žáky i pro běžného uživatele jde o systém, který uživatelsky přívětivým způsobem, prostřednictvím webové stránky a bez hlubších znalostí programování umožní zhotovit technická řešení, která využívají umělou inteligenci, internet věcí a v neposlední řadě funkcionality a senzoriku mobilních, chytrých zařízení. Smarth IoT modul a Modul tlačítko vytvořené v rámci řešení projektu AHOL TALENT 2023 je možné bezdrátově propojit k IoT serveru a propojit je také s existující chytrou ortézou. Základním požadavkem na vytvářenou stavebnici bylo, aby uměla pro potřeby výuky zpracovat data získaná z jednoduchých senzorických IoT modulů a aby byla možná obsluha IoT zařízení i z počítačových programů. To se plně podařilo a dne lze tyto moduly ovládat a nastavovat z počítače nebo tabletu připojených na síť WiFi. Jedná se o vytvořený software odborníkem z praxe, firmou Benetronic, s.r.o. Výsledkem je například zazvonění zvonku (zvuková signalizace) ve vzdálené sesterně.
V závěru řešení projektu byly vytištěny plastové boxy na oba moduly, Smarth IoT modul a Modul tlačítko. Vytvořený hardware v podobě elektroniky Smarth IoT modulu a Modulu tlačítko je tak zakrytovaný a bezpečný pro praktické využiti. Oba moduly se vždy pouze připojí do sítě 230 V pomocí adaptéru, viz obrázek. Vytvořené modely boxů se byly vytištěné na 3D tiskárně. Po zapouzdření elektroniky do boxů byla ověřena jejich funkčnost. Variabilnost a pružné rozšíření stavebnicového řešení je dáno využitím bezdrátových řešení a samozřejmě také WiFi, která umožňuje realizovat propojení modulů navzájem a jejich spojením s centrálním serverem IoT. Základ tvoří vždy Smarth IoT modul. Tento modul bude pokaždé komunikovat s centrálním serverem. Smarth IoT modul lze rovněž propojovat bezdrátově s inteligentní jednotkou pro chytrou ortézu. To umožní jednoduše připojit chytrou ortézu do systému stavebnice. Modul tlačítko může uživatel bezdrátově připojit ke Smarth IoT modulu a realizovat zazvonění zvonku (zvuková signalizace) na vzdáleném místě (sesterně). Vzdálené místo může být jakékoliv místo, jedinou podmínkou je, aby bylo pokryto síti WiFi. K Modulu tlačítko se dají připojit různé fyzické varianty tlačítek, v závislosti na schopnostech pacienta (člověka), který ho bude obsluhovat. Schéma komunikace celé stavebnice je znázorněno na obrázku. Na dalším obrázku jsou členové řešitelského týmu.
Obrázek Smarth IoT modulu vlevo a Modulu tlačítko vpravo
Nespornou výhodou je, že řadu existujících zařízení, (např. spotřebičů různých vhodných technických řešení), včetně hotových výrobků dostupných na trhu bude možné do tohoto systému integrovat a využít je k vyřešení rozmanitých požadavků, které plynou z potřeb výuky, praxe a z rozmanitosti dalších oborů. Možnost vhodnosti začlenění těchto výrobků je potřeby vždy konzultovat t tvůrci vytvořené stavebnice.
Navržený a vytvořený stavebnicový systém postavený na internetu věcí navíc podporuje trend „Člověk a technika“, jehož cílem je seznámit žáky s technikou, naučit je pracovat s moderními technologiemi a poukázat na nebezpečí, která mohou vzniknout využíváním umělé inteligence. Pro výuku odborných předmětů je jedním z cílů poskytnout poznatky a zkušenosti z praxe a demonstrovat na funkčních technických zařízeních způsob součinnosti vzdálené technické podpory a vzdáleného odborného personálu. Vzdálená technická podpora je důležitým faktorem správného fungování celého systému. Důraz u tohoto vytvářeného systému je kladen na hotová řešení a snadné, stavebnicové řešení, tak aby u studentů byla rozvíjena technická gramotnost a připravovali se do budoucna na nové inteligentní zdravotnické pomůcky. Poznatky při řešení tohoto projektu budou prezentovány mimo jiné také v soutěži SOČ.
Projekt AHOL Talent 2023 byl finančně podpořen z rozpočtu statutárního města Ostrava.