Zenin – FeelSafe

Η ομάδα Zenin του Κέντρου Τεχνολογίας Labaki παρουσιάζει το FeelSafe, μια καινοτόμο φορετή συσκευή υποβοήθησης πλοήγησης που αξιοποιεί τεχνητή νοημοσύνη, μηχανική όραση και απτική ανάδραση, με στόχο την ασφαλέστερη κίνηση του χρήστη στον χώρο.

Στοιχεία Ομάδας

Ομάδα Zenin	Project FeelSafe
Φορέας Κέντρο Τεχνολογίας Labaki	Εκπαιδευτικός Ιωάννης Χριστοδουλάκης
Μαθητές Παναγιώτης Μ. Μιχάλης Π. Χριστόφορος Σ. Μάνος Α.	Θεματική Προσβασιμότητα, AI, Wearable τεχνολογία

Κεντρική φωτογραφία της φορετής συσκευής FeelSafe — Το FeelSafe είναι ένα wearable σύστημα που βοηθά τον χρήστη να αντιλαμβάνεται εμπόδια στον χώρο.

Η ιδέα του έργου

Το FeelSafe είναι μια φορετή συσκευή υποβοήθησης πλοήγησης, σχεδιασμένη για να βοηθά άτομα με προβλήματα όρασης ή ανθρώπους που κινούνται σε περιβάλλοντα χαμηλής ορατότητας. Η συσκευή σαρώνει τον χώρο μπροστά από τον χρήστη, αναγνωρίζει πιθανά εμπόδια και τον ειδοποιεί με δόνηση στον αντίστοιχο καρπό.

Η βασική ιδέα είναι να προσφέρει στον χρήστη ένα διακριτικό, άμεσο και διαισθητικό σύστημα ειδοποίησης, χωρίς να βασίζεται σε ηχητικά μηνύματα που μπορεί να καλύπτουν σημαντικούς ήχους του περιβάλλοντος. Έτσι, ο χρήστης μπορεί να αντιλαμβάνεται τον κίνδυνο άμεσα, διατηρώντας παράλληλα επαφή με το περιβάλλον γύρω του.

Η κεντρική μονάδα του FeelSafe — Η κεντρική μονάδα περιλαμβάνει Micro:bit, extender board, breadboard και την AI κάμερα HuskyLens.

Η κάμερα τεχνητής νοημοσύνης HuskyLens — Η HuskyLens λειτουργεί ως τα «μάτια» του συστήματος.

Τα βραχιόλια απτικής ανάδρασης του FeelSafe — Τα βραχιόλια ενημερώνουν τον χρήστη με δόνηση στον αριστερό ή δεξιό καρπό.

Το πρόβλημα που αντιμετωπίζει

Η αυτόνομη και ασφαλής μετακίνηση μπορεί να είναι ιδιαίτερα απαιτητική για άτομα με περιορισμένη όραση ή για ανθρώπους που εργάζονται σε χώρους με χαμηλή ορατότητα. Τα εμπόδια στον δρόμο του χρήστη μπορεί να μην γίνουν άμεσα αντιληπτά, αυξάνοντας τον κίνδυνο ατυχημάτων.

Το FeelSafe επιχειρεί να δώσει μια πρακτική λύση σε αυτό το πρόβλημα, προσφέροντας έγκαιρη προειδοποίηση μέσω απτικής ανάδρασης. Αντί για ήχο, χρησιμοποιεί δόνηση στον αριστερό ή δεξιό καρπό, ώστε ο χρήστης να καταλαβαίνει με φυσικό τρόπο από ποια πλευρά υπάρχει εμπόδιο.

Πώς λειτουργεί

Το σύστημα χωρίζεται σε δύο βασικά μέρη: την κεντρική μονάδα επεξεργασίας, που λειτουργεί ως ο «εγκέφαλος» του FeelSafe, και τις μονάδες ειδοποίησης που φοριούνται στους καρπούς.

1. Αναγνώριση

Η HuskyLens εκπαιδεύεται ώστε να αναγνωρίζει εμπόδια στον χώρο μέσω Object Classification.

2. Εντοπισμός

Η κάμερα εντοπίζει τη θέση του εμποδίου στον άξονα Χ, υπολογίζοντας αν βρίσκεται αριστερά ή δεξιά.

3. Απόφαση

Το Micro:bit επεξεργάζεται τα δεδομένα και ενεργοποιεί το κατάλληλο pin για το αντίστοιχο μοτέρ.

4. Ανάδραση

Ο χρήστης νιώθει δόνηση στον αριστερό ή δεξιό καρπό και αντιδρά άμεσα.

Σχεδιασμός και κατασκευή

Η ομάδα έδωσε ιδιαίτερη έμφαση στην εργονομία και στην πρακτική χρήση της συσκευής. Η κεντρική μονάδα βασίζεται σε custom ακρυλική βάση, κομμένη και χαραγμένη με laser, ώστε να συγκρατεί σταθερά τα ηλεκτρονικά μέρη και την κάμερα.

Παράλληλα, τα βραχιόλια με τα μοτέρ δόνησης τοποθετούνται σε ειδικά σχεδιασμένες 3D printed θήκες. Οι θήκες προστατεύουν τα εξαρτήματα, επιτρέπουν άνετη εφαρμογή στους καρπούς και ενσωματώνουν λύσεις για την ασφαλή όδευση των καλωδίων κατά την κίνηση.

Κατασκευή και συναρμολόγηση του συστήματος FeelSafe — Η κατασκευή συνδυάζει ηλεκτρονικά, AI κάμερα, 3D printed θήκες και εργονομική τοποθέτηση στο σώμα.

Τεχνολογίες, εξοπλισμός και εργαλεία

Για την υλοποίηση του έργου, η ομάδα συνδύασε ηλεκτρονικά εξαρτήματα, εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης, 3D σχεδίαση και προγραμματισμό.

Ηλεκτρονικός εξοπλισμός

Micro:bit
HuskyLens AI Camera
Extender Board
Breadboard 55×85 mm
Vibration Motors
Dupont Wires
Power Bank

Κατασκευαστικά υλικά

Custom ακρυλική βάση
Laser cut & engraved επιφάνεια
3D printed θήκες βραχιολιών
Ιμάντες πρόσδεσης Velcro
Σύστημα προστασίας καλωδίων

Λογισμικό & σχεδίαση

Microsoft MakeCode
Python / Micro:bit logic
Tinkercad
Object Classification
Edge AI λειτουργία

Στιγμές από την υλοποίηση

Micro:bit – ο κεντρικός μικροελεγκτής του συστήματος.	Extender Board – διευκολύνει τη σύνδεση των περιφερειακών εξαρτημάτων.
Vibration motor – παρέχει απτική ανάδραση στον χρήστη.	3D printed θήκη – προστατεύει το μοτέρ και εφαρμόζει στον καρπό.

Εκπαιδευτικοί στόχοι

Μέσα από το FeelSafe, οι μαθητές εργάστηκαν σε ένα ολοκληρωμένο STEM project που συνδυάζει προγραμματισμό μικροελεγκτών, τεχνητή νοημοσύνη, ηλεκτρονικά κυκλώματα, 3D σχεδίαση και πρωτοτυποποίηση.

Η διαδικασία τούς έδωσε την ευκαιρία να αναπτύξουν δεξιότητες συνεργασίας, επίλυσης προβλημάτων, σχεδιαστικής σκέψης και τεχνικής τεκμηρίωσης, δουλεύοντας πάνω σε μια λύση με κοινωνικό και ανθρωποκεντρικό χαρακτήρα.

Ανοιχτότητα και δυνατότητα εξέλιξης

Το FeelSafe έχει σχεδιαστεί ως ένα πρωτότυπο που μπορεί να εξελιχθεί, να βελτιωθεί και να προσαρμοστεί σε διαφορετικές ανάγκες. Η χρήση ανοιχτών και εκπαιδευτικών εργαλείων, όπως το Micro:bit, το MakeCode και το Tinkercad, επιτρέπει την κατανόηση, την αναπαραγωγή και την επέκταση της λύσης από άλλες ομάδες.

GitHub Repository

Δείτε τον κώδικα, τα αρχεία και την τεκμηρίωση του project στο αποθετήριο της ομάδας.

Άνοιγμα GitHub

FeelSafe – Zenin [Labaki]