Vytvoření stavebnice vzájemně spolupracujících prvků systému v oblasti ortoticko-protetických pomůcek s možností budoucího rozšíření v projektu AHOL Talent 2023

Michal BalašAktuality ze školy

Vytvoření vzájemně spolupracujících prvků systému s možností rozšíření do budoucna je cílem projektu AHOL TALENT 2023. Ve spolupráci s odborníkem z praxe byly na společných schůzkách diskutovány možnosti vytvoření modulů, které by se daly vzájemně propojovat a vytvářet požadované úlohy. Řešitelský tým společně s odborníkem z praxe se dohodli, že budou vytvořeny dva moduly, které budou tvořit základ stavebnice. Předpokládá se, že do budoucna se stavebnice bude rozšiřovat o další moduly. Samotný základ tvoří komunikační modul pro chytrou ortézu. Chytrá ortéza byla vytvořena jako výstup předcházejících projektů AHOL TALENT, podobně jako komunikační modul pro chytrou ortézu viz obrázek.

Návrhy pro vytvoření prvních modulů bylo potřeba dobře zvážit, tak aby se na ně dalo jednoduše navazovat a vytvářet postupně náročnější a složitější úlohy. Cílem při vytváření modulární stavebnice je, aby se dala jednak využívat v rámci výuky odborných předmětů, ale také, aby jí bylo možné aplikovat pro konkrétní praktické situace v rámci IoT a chytré domácnosti. Zde se předpokládá konkrétní využití pro pacienty (hendikepované osoby). Další podmínkou bylo, aby se do stavebnice dalo začlenit to, co už je vytvořeno v rámci předcházejících projektů. To znamená chytrou ortézu, komunikační modul pro chytrou ortézu, brýle pro smíšenou virtuální realitu HoloLens2 a další výstupy z předešlých projektů. Proto bylo dohodnuto, že se vytvoří smarth IoT modul a modul tlačítko.

Pro žáky i pro běžného uživatele je přijatelné to, že se jedná 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 bude možné bezdrátově propojit k IoT serveru a propojit je také s existující chytrou ortézou. Požadavkem na vytvářenou stavebnici je, aby uměla pro potřeby výuky zpracovat data získaná z jednoduchých senzorických IoT modulů a aby byla možná obsluha IoT zařízení i z počítačových programů. Výsledkem bude například zazvonění zvonku (zvuková signalizace) ve vzdálené sesterně.

V současné době je dokončena elektronika smarth IoT modulu a modulu tlačítko, viz obrázek. Je potřeba ještě dodělat softwarovou aplikaci pro IoT server. Dále se vytváří 3D modely boxů pro elektroniku. Vytvořené modely boxů se budou tisknout na 3D tiskárně. V závěru se elektronika zapouzdří do boxů a ověří se jejich funkčnost. Oba moduly jsou napájeny ze sítě. Univerzálnost a pružné rozšíření stavebnicového řešení je dáno využitím bezdrátových řešení a samozřejmě také WiFi, která umožňuje realizovat propojení modulů navzájem jejich spojením s centrálním serverem. Základ tvoří smarth IoT modul. Tento modul bude vždy komunikovat s centrálním serverem. Smarth IoT modul bude rovněž propojen bezdrátově s komunikačním modulem pro chytrou ortézu. To umožní jednoduše připojit chytrou ortézu do systému stavebnice. Modul tlačítko lze bezdrátově připojit ke smarth IoT modulu a realizovat zazvonění zvonku (zvuková signalizace) na vzdáleném místě (sesterně). Vzdálené místo může být libovolné, jedinou podmínkou je, aby bylo pokryto WiFi síti. K modulu tlačítko se dají připojit různé varianty tlačítek, v závislosti na schopnostech pacienta (člověka), který ho bude ovládat. Schéma komunikace je znázorněno na obrázku.

Velkou výhodou je, že řadu existujících zařízení, (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.

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. 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 je finančně podpořen z rozpočtu statutárního města Ostrava.