Γενικό Πρόβλημα
Σύμφωνα με έρευνες, μεγάλη απειλή για το περιβάλλον αποτελεί σήμερα η παραγωγή τροφής παγκοσμίως καθώς απαιτεί το 34% της γης και το 69% του πόσιμου νερού, ενώ ταυτόχρονα το 24%-30% των εκπομπών των αερίων θερμοκηπίου οφείλεται σε αυτή.
Από την παγκόσμια παραγωγή τροφίμων, περίπου το 1/3 χάνεται ή πετιέται στα σκουπίδια με μεγάλο μερίδιο ευθύνης να αποδίδεται στα νοικοκυριά.
Χαρακτηριστικό είναι πως αν το ¼ των τροφίμων που απορρίπτονται στα σκουπίδια, δεν κατέληγαν εκεί, αλλά δινόταν προς κατανάλωση, θα μπορούσαν να σιτιστούν 870 εκατομμύρια άνθρωποι τον χρόνο, αριθμός που αντιστοιχεί στο 12% του παγκόσμιου πληθυσμού ( https://www.eu-fusions.org/ ).
Στην Ελλάδα, μια μέση τετραμελής οικογένεια πετάει κάθε χρόνο στα σκουπίδια 120 κιλά φαγητού. Αυτό σημαίνει ότι χάνονται χιλιάδες τόνοι νερού και φυσικών πόρων που χρησιμοποιήθηκαν για να παραχθούν αυτά τα τρόφιμα (Αϊτσίδου, 2019).
Οι επιπτώσεις
Η παραγωγή τροφής έχει οδηγήσει σε απώλεια του 70% της βιοποικιλότητας (Convention on Biological Diversity). Ταυτόχρονα, το παγκόσμιο διατροφικό σύστημα είναι η κύρια αιτία αποψίλωσης εδαφών και έχει ως αποτέλεσμα την υπεραλίευση του 31,4% ιχθυοαποθεμάτων σε παγκόσμιο επίπεδο.
Ο προβληματισμός μας
- Πόσες φορές έχουμε ξεχάσει κάποιο προϊόν στο ψυγείο μας το οποίο χάλασε και κατέληξε στα σκουπίδια;
- Πόσες φορές αγοράσαμε ένα προϊόν ενώ το είχαμε ήδη στο ψυγείο μας;
- Πώς θα μπορούσαμε να διαχειριστούμε καλύτερα τα τρόφιμα στο δικό μας νοικοκυριό;
Η λύση μας
Η οικιακή συσκευή στην οποία αποθηκεύεται ένα μεγάλο μέρος των τροφίμων του νοικοκυριού μας, είναι το ψυγείο. Γι’ αυτό και επιχειρήσαμε να το καταστήσουμε πιο «έξυπνο» με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης ώστε να διαχειριστούμε καλύτερα τα τρόφιμά μας μέσα σε αυτό. Πιο συγκεκριμένα, προσθέσαμε λειτουργίες που θα μας βοηθήσουν να ψωνίζουμε πιο συνετά (να μην αγοράζουμε προϊόντα που ήδη έχουμε με αποτέλεσμα να χαλάνε), αλλά και να μα θυμίζει να καταναλώνουμε συχνά φρούτα και γιατί χαλάνε πιο γρήγορα αλλά και γιατί θα μας οδηγήσει σε πιο υγιεινές διατροφικές συνήθειες. Οι λειτουργίες του έξυπνου ψυγείου είναι οι εξής:
- Για να ανοίξει η πόρτα του ψυγείου με τη χρήση servo κινητήρα, φέρνουμε το χέρι μας μπροστά από έναν ultrasonic αισθητήρα. Ο προγραμματισμός σε αυτή τη φάση πραγματοποιήθηκε με τη γλώσσα makecode.
- Το ψυγείο «γνωρίζει» ανά πάσα στιγμή ποια προϊόντα έχει στο εσωτερικό του. Εμείς μπορούμε από την οθόνη του υπολογιστή μας/tablet/κινητού, πατώντας την επιλογή «Διαθέσιμα προϊόντα» να δούμε τη λίστα με τα αντικείμενα που υπάρχουν μέσα σε αυτό. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε όταν βρισκόμαστε εκτός σπιτιού να αποφύγουμε να ψωνίζουμε τρόφιμα που ήδη έχουμε με αποτέλεσμα να χαλάνε και να τα πετάμε στα σκουπίδια. Όλες οι παρακάτω λειτουργίες προγραμματίστηκαν στην εφαρμογή Pictoblox.
Με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, η κάμερα που βρίσκεται στο εσωτερικό του ψυγείου αναγνωρίζει ποια τρόφιμα μπαίνουν και βγαίνουν από αυτό. Με αυτό τον τρόπο η λίστα του ψυγείου «Διαθέσιμα προϊόντα» είναι πάντα ενημερωμένη.
- Πατώντας την επιλογή «Συνταγές», μας εμφανίζονται στην οθόνη 4 υγιεινές συνταγές που εκτελούμε συχνά στο σπίτι. Επιλέγοντας μία από αυτές, στην οθόνη του κινητού μας εμφανίζεται λίστα με όλα τα προϊόντα που χρειάζεται η συγκεκριμένη συνταγή αλλά και μία λίστα που μας δείχνει μόνο όσα προϊόντα της συνταγής λείπουν από το ψυγείο μας. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να προσθέσουμε στη λίστα για τα ψώνια μας μόνο τα προϊόντα που λείπουν χωρίς να ξεχάσουμε κάποιο αλλά και χωρίς να αγοράσουμε πάλι κάτι που ήδη έχουμε.
Με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, όταν το ψυγείο μας εμφανίζει τα προϊόντα των συνταγών που λείπουν, μας ρωτάει πρώτα με μία text to speech εντολή, εάν θέλουμε να τα προσθέσουμε στο καλάθι με τα ψώνια. Εμείς με τη σειρά μας μπορούμε να απαντήσουμε προφορικά με μία speech to text εντολή θετικά ή αρνητικά.
- Το ψυγείο διαθέτει ηχητική υπενθύμιση προκειμένου να τρώμε κάθε μέρα από ένα φρούτο. Με αυτόν τον τρόπο δε θα ξεχνάμε φρούτα που τελικά σαπίζουν στο σπίτι μας, ενώ ταυτόχρονα εμείς θα έρθουμε πιο κοντά σε πιο υγιεινές διατροφικές συνήθειες.
- Πατώντας την επιλογή με το κουδουνάκι, το ψυγείο μας ρωτάει με μία text to speech εντολή εάν θέλουμε να αλλάξουμε την ώρα για το προγραμματισμένο φρούτο μας. Εμείς μπορούμε να απαντήσουμε προφορικά με μία speech to text εντολή θετικά ή αρνητικά και να αλλάξουμε την ώρα.
Φάσεις υλοποίησης project:
- Κατασκευή μακέτας ψυγείου
- Προσθήκη ηλεκτρονικών στοιχείων με τη χρήση μικροεπεξεργαστή microbit
- Προγραμματισμός AI λειτουργιών στην εφαρμογή Pictoblox
Χρήσιμοι σύνδεσμοι
Βίντεο παρουσίασης μαθητών: Smart fridge by Robotakia-ELLAK 2021 – YouTube
Github: https://github.com/marvele/smartrefrigerator
Εφαρμογές που χρησιμοποιήθηκαν:
- microbit makecode
- pictoblox
Ηλεκτρονικά στοιχεία του project/ενδεικτικό κόστος
| 2 microbit v2 με battery cage και USB cable | 2 x 18.32 |
| 2 microbit shield | 2 x 8.25 |
| 1 ultrasonic microbit sensor | 3.90 |
| 1 battery cage 9V | 1.39 |
| 2 αντιστάσεις (1k ohm και 2k ohm) | 2×0.01 |
| 1 breadboard (4,7 x 3,56) | 1.60 |
| 2 microbit buttons | 2×3.50 |
| male/female breadboard wires | 3.50 |
| 1 servo κινητήρας | 11.02 |
| 1 Web Camera | 21.50 |
Είδη μακέτας/ενδεικτικό κόστος
| 4 μακετόχαρτα | 9,99×4 |
| 1 κοπίδι | 0.89 |
| μπιστολάκι σιλικόνης | 2.99 |
| θερμόκολλα | 1.49 |
| χαρτοταινία | 0.42 |
| μολύβι | 0.06 |
| γόμα | 0.50 |
| χάρακας | 0.56 |
| ορθογώνιος χάρακας | 0.30 |
| συνδετήρες | 0.10 |
Προϊόντα για το εσωτερικό του ψυγείου/ενδεικτικό κόστος
περίπου 6€
ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ: περίπου 151,69€