Η εφαρμογή που προτείνεται στοχεύει στην προστασία ηλικιωμένων ατόμων (που, ίσως, να υποφέρουν από κάποια ανίατη ασθένεια ή να έχουν κάποιου τύπου κινητικό πρόβλημα) στις καθημερινές τους δραστηριότητες μέσα και έξω από την κατοικία τους με όσο το δυνατόν λιγότερο επεμβατικό τρόπο. Το γεγονός ότι η βασική απαίτηση είναι η διαρκής επιτήρηση σε όλους τους χώρους που κινείται ο ηλικιωμένος άνθρωπος μας οδηγεί στην επιλογή μίας έξυπνης συσκευής εξοπλισμέ νης με αισθητήρες που μπορούν να λάβουν μετρήσεις κρίσιμων παραμέτρων που αφορούν την κίνηση και την κατάσταση υγείας του. Επιπρόσθετα, η συσκευή θα πρέπει να έχει δυνατότητα επικοινωνίας των μετρήσεων αυτών με στόχο την αποστολή προειδοποιήσεων εάν άνθρωπος βρίσκεται σε επικίνδυνη κατάσταση δίνοντας, ταυτόχρονα, και τη θέση του μέσω GPS συντεταγμένων. Για τους στόχους της πιλοτικής εφαρμογής του προτεινόμενου έργου επιλέξαμε να ανιχνεύσουμε πτώση του ηλικιωμένου ανθρώπου ή κάποια στιγμιαία καρδιακή αρρυθμία. Η επιλογή αυτή έγινε για να καταδείξει το εφικτό του προτεινόμενου έργου με ένα σενάριο χρήσης σχετικά μειωμένης πολυπλοκότητας όμως ρεαλιστικής χρησιμότητας (όχι ένα απλό “toy problem” δηλαδή) του οποίου η επιτυχημένη υλοποίηση θα οδηγήσει στην ανίχνευση και άλλων παραμέτρων επικινδυνότητας, όπως είναι για παράδειγμα η κίνηση σε μέρη που δεν πρέπει (π.χ. άτομα με άνοια που εξέρχονται του σπιτιού) ή η κίνηση σε μέρη με υψηλές, για ηλικιωμένους, θερμοκρασίες. Παρακαλούμε επισκευτείτε την διεύθυνση Github (https://github.com/stamatiu/Skepi) όπου έχει αναρτηθεί αναλυτική περιγραφή και μία πρώτη σχεδιαστική προσέγγιση της προτεινόμενης εφαρμογής σε ένα αρχείο odt (με όνομα proposal-Antirrio.odt). Με πρωτοβουλία του εκπαιδευτικού που συντονίζει την ομάδα των παιδιών, η περιγραφή αυτή αποτελεί ένα αυτόνομο κείμενο εισαγωγής στην έννοια του Διαδικτύου των Πραγμάτων, στους αισθητήρες καθώς και τις καινοτόμες εφαρμογές που μπορούν να αναπτυχθούν με βάση αυτά.

Παράλληλα, τονίζεται ιδιαίτερα η σημασία της προστασίας της ιδιωτικότητας του ατόμου καθώς και της ασφάλειας των εμπλεκόμενων, σε μία εφαρμογή, πληροφοριακών συστημάτων στα πλαίσια του κανονιστικού πλαισίου GDPR έτσι ώστε οι μαθητές να εξοικειωθούν, και ως μέλη της κοινωνίας του διαδικτύου, με τις σημαντικές αυτές έννοιες. Στην εφαρμογή μας, τα δεδομένα που προέρχονται από τους αισθητήρες κρυπτογραφούνται με τον αλγόριθμο AES-128. Επίσης, για την ανάλυση των καρδιακών παλμών (φάσμα συχνοτήτων) χρησιμοποιείται ο Fast Fourier Transform (FFT) στα δεδομένα που προέρχονται από τους αισθητήρες καρδιακών παλμών. Τέλος, για τον εντοπισμό κίνησης εκτός επιτρεπόμενων ορίων θέσης, χρησιμοποιείται αλγόριθμος υπολογιστικής γεωμετρίας που αποφασίζει αν ένα δοσμένο σημείο βρίσκεται εντός ή εκτός δοσμένου πολυγώνου (με μετατροπή σφαιρικών συντεταγμένων, όπως αποστέλλονται από τη συσκευή GPS, σε καρτεσιανές συντεταγμένες, που χρησιμοποιούνται στην υπολογιστική γεωμετρία). Για κάθε παρέκλιση, γίνεται απόστολή ALERT email σε καθορισμένο παραλήπτη.

Στόχος μας ήταν, μέσα από το έργο αυτό, να εμπλουτίσουν τις γνώσεις τους οι μαθητές  γύρω από αλγοριθμικά θέματα, από το πώς η Γεωμετρία γίνεται βασικό υπολογιστικό εργαλείο εφαρμογών, πώς γίνεται επεξεργασία ενός σήματος, και πώς μπορούν τα δεδομένα να κρυπτογραφηθούν και να διασφαλιστούν από ωτακουστές του Διαδικτύου. Στόχος, επίσης, ήταν να εξοικειωθούν οι μαθητές με το Διαδίκτυο των Πραγμάτων και τις δυνατότητες των μικρών συσκευών (<<πράγματα>>) που έχουν, όμως, ισχυρές υπολογιστικές και τηλεπικοινωνιακές δυνατότητες (όπως το Arduino MKRWiFi1010 που χρησιμοποιήσαμε) καθώς και με το πόσο εύκολο είναι να χτιστούν εφαρμογές Διαδικτύου των Πραγμάτων με χρήση ανοιχτού λογισμικού και υλικού καθώς και με την δωρεάν χρήση πλατφόρμας Διαδικτίου των Πραγμάτων όπως η Wia που επιλέξαμε.

Στην πιο κάτω εικόνα φαίνεται το διάγραμμα σύνδεσης της τελικής κατασκευής (αναλυτικές παρουσιάσεις υπάρχοουν στο αποθετήριο Github – https://github.com/stamatiu/Skepi):

 

Στην πιο κάτω εικόνα φαίνονται οι λειτουργίες του λογισμικού της κατασκευής, το οποίο βρίσκεται στο αποθετήριο Github:

Στην πιο κάτω εικόνα, φαίνεται η τελική κατασκευή:

Και παιδιά από την ομάδα του έργου πειραματιζόμενα με τη συσκευή (δείτε περισσότερα βίντεο στον κατάλογο presentations στο github repository του έργου, https://github.com/stamatiu/Skepi)!