1. Περίληψη, Συνοπτική Περιγραφή

Σχεδιάσαμε, κατασκευάσαμε και προγραμματίσαμε μία φορετή συσκευή μικρού μεγέθους σε μορφή κοσμήματος / αξεσουάρ (καρφίτσα, μενταγιόν, βραχιόλι), με στόχο την άμεση ειδοποίηση σε περίπτωση κινδύνου ή ανάγκης για βοήθεια. Η συσκευή βασίζεται σε BBC micro:bit με ενσωματωμένη τροφοδοσία και ενεργοποιείται με το πάτημα ενός κουμπιού. Μέσω σύνδεσης Bluetooth με το κινητό τηλέφωνο του χρήστη και σχετικής εφαρμογής που αναπτύξαμε στον MIT App Inventor, αποστέλλεται μήνυμα SMS με την τοποθεσία, πραγματοποιείται τηλεφωνική κλήση σε ανοιχτή ακρόαση και ειδοποιούνται άλλες παρόμοιες συσκευές micro:bit που βρίσκονται κοντά. Η συσκευή μπορεί να φορεθεί με πολλούς τρόπους, χάρη σε ειδικά σχεδιασμένες θήκες στο TinkerCAD που εκτυπώνονται με 3D εκτυπωτή. Το συνολικό κόστος της συσκευής δεν ξεπερνά τα 40 ευρώ.

2. Εισαγωγή, αφορμή για την επιλογή του θέματος

Όλοι μας έχουμε αγαπημένα πρόσωπα που είτε ανήκουν σε ευπαθείς ομάδες (όπως ηλικιωμένοι που ζουν μόνοι τους, άτομα με χρόνιες παθήσεις, άτομα με αναπηρίες ή κινητικές δυσκολίες), είτε όχι (όπως εργαζόμενοι σε επικίνδυνα περιβάλλοντα, αθλητές που προπονούνται μόνοι σε απομακρυσμένες περιοχές, μικρά παιδιά κ.ά.), και θέλουμε να μπορούν να ζητήσουν άμεσα βοήθεια σε περίπτωση που βρεθούν σε κίνδυνο.

Στις μέρες μας, η βασική λύση για ειδοποίηση σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης είναι το κινητό τηλέφωνο. Ωστόσο, αυτό δεν είναι πάντα πρακτικό ή αποτελεσματικό, καθώς σε περιπτώσεις ατυχημάτων – όπως μία ξαφνική πτώση – απαιτείται ο χρήστης να βγάλει τη συσκευή από την τσέπη ή την τσάντα του, να την ξεκλειδώσει (σε περίπτωση που διαθέτει κωδικό), να εντοπίσει την επαφή και να ξεκινήσει την κλήση, ενώ μπορεί να βρίσκεται σε σοβαρή δυσκολία ή πανικό.

Για τον λόγο αυτό, αποφασίσαμε να σχεδιάσουμε και να υλοποιήσουμε μία φορετή συσκευή άμεσης ειδοποίησης και κλήσης για βοήθεια, η οποία είναι εύχρηστη, διακριτική και άμεσα προσβάσιμη σε κρίσιμες στιγμές.

Η συσκευή μας μπορεί να φανεί εξαιρετικά χρήσιμη σε:

Ηλικιωμένους που ζουν μόνοι τους.
Άτομα με προβλήματα υγείας ή κινητικότητας.
Εργαζόμενους σε επικίνδυνες συνθήκες.
Γυναίκες που κινδυνεύουν από παρενόχληση ή κακοποίηση.
Νέους που μπορεί να βρεθούν αντιμέτωποι με εκφοβισμό ή απειλή.
Αθλητές που προπονούνται μόνοι τους.
Οποιονδήποτε μπορεί να βρεθεί σε κατάσταση κινδύνου / έκτακτης ανάγκης.

Με στόχο την ενίσχυση της ασφάλειας και την ταχύτερη ενεργοποίηση βοήθειας, η συσκευή αυτή αποτελεί μία προσιτή και αξιόπιστη λύση για την προστασία της ζωής και της καθημερινότητας των ανθρώπων γύρω μας.

3. Αναλυτική Περιγραφή της ιδέας μας

Η συσκευή που σχεδιάσαμε, συναρμολογήσαμε και προγραμματίσαμε βασίζεται στον μικροελεγκτή BBC micro:bit, είναι φορετή, μικρού μεγέθους, χαμηλού κόστους και μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα σε περίπτωση ανάγκης ή κινδύνου, λειτουργώντας ως ένα είδος “έξυπνου κουμπιού πανικού”.

Η ομάδα μας Code Warriors, που αποτελείται από τέσσερις μαθήτριες της Γ’ Γυμνασίου (Εύα Γιαννακοπούλου, Νεφέλη Γκατζού, Μαρίνα Μαυροπούλου, Αγγελική Μορφίνου), αξιοποίησε τον μικροελεγκτή BBC micro:bit με ενσωματωμένη τροφοδοσία (μπαταρία μικρού μεγέθους) και δημιούργησε μία κομψή φορετή συσκευή σε μορφή αξεσουάρ (όπως μενταγιόν, βραχιόλι, καρφίτσα κ.ά.) που μπορεί εύκολα να μεταφερθεί πάνω στο σώμα.

Η συσκευή μας, που ενεργοποιείται με το πάτημα ενός κουμπιού, συνδέεται μέσω Bluetooth με το κινητό του χρήστη και εκτελεί αυτόματα τις εξής ενέργειες:

Αποστέλλει SMS βοήθειας σε έναν ή περισσότερους προκαθορισμένους αριθμούς, μαζί με τη γεωγραφική τοποθεσία του χρήστη.
Καλεί αυτόματα σε ανοιχτή ακρόαση τον/τους αριθμούς αυτούς.
Ειδοποιεί άλλες κοντινές συσκευές micro:bit που βρίσκονται εντός εμβέλειας, αυξάνοντας τις πιθανότητες άμεσης αντίδρασης και βοήθειας.

Αρχιτεκρονική Safe_Press — Εικόνα 2. Αρχιτεκρονική συσκευής βοήθειας Safe_Press

Η επικοινωνία με το κινητό και η αποστολή των παραπάνω ενεργειών γίνεται μέσω ειδικής εφαρμογής για Android που προγραμματίστηκε από εμάς στο περιβάλλον MIT App Inventor.

Ο προγραμματισμός του micro:bit πραγματοποιήθηκε στο περιβάλλον MakeCode, όπου ορίσαμε τη λειτουργία του κουμπιού, τη σύνδεση Bluetooth και την ανταλλαγή σημάτων με το κινητό.

Για τη φορεσιμότητα και την αισθητική της συσκευής, σχεδιάσαμε στο TinkerCAD πολλές διαφορετικές θήκες / πλαίσια 3D, ώστε κάθε χρήστης να μπορεί να επιλέξει τον τρόπο που τον εξυπηρετεί καλύτερα (ως βραχιόλι, μενταγιόν, δαχτυλίδι, ρολόι τσέπης, ή ακόμα και καρφίτσα στα ρούχα). Όλα τα σχέδια είναι διαθέσιμα για εκτύπωση από τον 3D εκτυπωτή του σχολείου μας, δίνοντας τη δυνατότητα παραμετροποίησης σε χρώμα, μέγεθος και τύπο χρήσης.

Το συνολικό κόστος της συσκευής δεν ξεπερνά τα 40 ευρώ, και περιλαμβάνει:

τον μικροελεγκτή BBC micro:bit (~20€).
την ενσωματωμένη τροφοδοσία (~5€).
τα αναλώσιμα για την 3D εκτύπωση (~10-15€).

Η φορετή μας συσκευή δίνει τη δυνατότητα σε άτομα όλων των ηλικιών να έχουν άμεση πρόσβαση σε βοήθεια με ένα μόνο πάτημα, συνδυάζοντας τεχνολογία, σχεδιασμό και λειτουργικότητα.

4. Στάδια Υλοποίησης της Εργασίας

4,1 Σύνδεση με το Bluetooth του micro:bit

Το πρώτο βήμα της υλοποίησης ήταν η σύνδεση του micro:bit με την εφαρμογή στο κινητό μέσω Bluetooth. Για να γίνει αυτό, δημιουργήσαμε μία λίστα με τις διαθέσιμες συσκευές Bluetooth και διαλέγαμε τη συσκευή micro:bit από εκεί. Στη συνέχεια, η εφαρμογή προσπαθούσε να συνδεθεί αυτόματα. Η σωστή και σταθερή σύνδεση ήταν απαραίτητη ώστε να μπορεί το micro:bit να στείλει την εντολή ενεργοποίησης στην εφαρμογή σε περίπτωση ανάγκης.

Εικόνα 3. Σύνδεση Safe_Press με το κινητό μέσω BlueTooth

4.2 Ανάπτυξη της Εφαρμογής στο MIT App Inventor:

Κατά το στάδιο αυτό, αναπτύξαμε στο περιβάλλον MIT App Inventor τη σύνδεση της συσκευής μας (BBC micro:bit) με το κινητό τηλέφωνο μέσω Bluetooth. Όταν η συσκευή συνδεθεί, λαμβάνει εντολή από το micro:bit και ενεργοποιεί μία σειρά ενεργειών έκτακτης ανάγκης. Συγκεκριμένα, εντοπίζει τις συντεταγμένες του χρήστη μέσω του αισθητήρα τοποθεσίας και δημιουργεί ένα μήνυμα βοήθειας με τις αντίστοιχες πληροφορίες. Στη συνέχεια, αποστέλλει SMS με το μήνυμα αυτό και την τοποθεσία στον προκαθορισμένο αριθμό και προχωρά σε τηλεφωνική κλήση σε ανοιχτή ακρόαση, ενώ εμφανίζει και σχετική ειδοποίηση. Παράλληλα, υποστηρίζεται η επιλογή και σύνδεση σε συσκευή Bluetooth μέσω λίστας διαθέσιμων συσκευών.

Εικόνα 4. Κώδικας (σε MIT AppInventor) από την μεριά του κινητού

Κατά την ανάπτυξη της φορετής συσκευής βοήθειας, η ομάδα μας, Code Warriors, αντιμετωπίσαμε ορισμένες τεχνικές προκλήσεις, οι οποίες μας βοήθησαν να βελτιώσουμε τη λειτουργικότητα και την αξιοπιστία της συσκευής.

4.3 Σχεδιασμός Θηκών στο TinkerCAD:

Ένα σημαντικό στάδιο της υλοποίησης ήταν ο σχεδιασμός των θηκών στο ψηφιακό περιβάλλον του TinkerCAD. Δημιουργήσαμε ποικιλία από 3D σχέδια που επιτρέπουν στο χρήστη να φορέσει τη συσκευή με διάφορους τρόπους, όπως μενταγιόν, βραχιόλι, καρφίτσα ή δαχτυλίδι. Οι θήκες σχεδιάστηκαν ώστε να είναι λειτουργικές, αισθητικά ευχάριστες και να προστατεύουν τον μικροελεγκτή micro:bit. Τα σχέδια στη συνέχεια εκτυπώθηκαν στον 3D εκτυπωτή του σχολείου μας, κάνοντας το project πλήρως φορετό και προσαρμόσιμο στις ανάγκες του κάθε χρήστη.

5. Δυσκολίες που αντιμετωπίσαμε

Αστάθεια Σύνδεσης Bluetooth:

Παρατηρήσαμε ότι η σύνδεση μεταξύ του micro:bit και του κινητού τηλεφώνου παρουσίαζε διακοπές ή καθυστερήσεις, ειδικά όταν η απόσταση μεταξύ των συσκευών αυξανόταν ή όταν υπήρχαν παρεμβολές από άλλες ηλεκτρονικές συσκευές στην περιοχή.

Συμβατότητα Συσκευών:

Ορισμένα κινητά τηλέφωνα παρουσίαζαν προβλήματα στην αναγνώριση του micro:bit.

Καθυστέρηση στη Σύζευξη (Pairing):

Σε αρκετές περιπτώσεις η διαδικασία σύζευξης μεταξύ των συσκευών ήταν χρονοβόρα ή δυσλειτουργούσε λόγω αργής ανταπόκρισης ή προβλημάτων στην ανταλλαγή κωδικών.

Αδυναμία Αυτόματης Επανασύνδεσης:

Μετά από μία αποσύνδεση, η αυτόματη επανασύνδεση μεταξύ micro:bit και κινητού δεν λειτουργούσε πάντα ομαλά. Συχνά απαιτούνταν επανεκκίνηση της συσκευής ή χειροκίνητη παρέμβαση για να επανέλθει η σύνδεση.

6. Τελικά Παραδοτέα

Μετά την ολοκλήρωση της εργασίας έχουμε δημιουργήσει

μία φορετή συσκευή σε μορφή κοσμήματος / αξεσουάρ (καρφίτσα, μενταγιόν, βραχιόλι, κλπ), άμεσης ημι-αυτόματης ειδοποίησης (με το πάτημα κουμπιού) σε περίπτωση κινδύνου ή ανάγκης για βοήθεια σε συνεργασία με το κινητό του χρήση
κώδικας διαθέσιμος στο αποθετήριο GitHub του έργου μας
3d σχέδια έτοιμα προς εκτύπωση όλων των θηκών που θα δημιουργηθούν στο πλαίσιο του προγράμματος
εργασία με τίτλο “Κλικ βοήθειας: Δημιουργώντας φορητές συσκευές άμεσης κλήσης για βοήθεια με Τεχνολογίες Ανοιχτής Αρχιτεκτονικής” που παρουσιάστηκε στο 17ο Μαθητικό Συνέδριο Πληροφορικής Κεντρικής Μακεδονίας https://pspth.edu.gr/symmetochi-tou-pspth-sto-17o-mathitiko-synedrio-pliroforikis-kentrikis-makedonias-me-tesseris-ergasies/
παρουσίαση https://docs.google.com/presentation/d/1U43cE26O8CrKZpRCIqGBHdBXOW5Nu9seat2u4F9kDSE/edit?usp=sharing
εισήγηση https://docs.google.com/document/d/14-Q2xm34TFsssSkgm3EUFneL_ZCAbt7FxfUP5q7iscM/edit?tab=t.0
σχετικό βίντεο