Проекты

Помощник слабослышащего – электронное ухо (Electronic Ear)

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «IT в медицине, биомедицинские технологии, медицинское приборостроение, бионика» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 2045
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Потеря слуха является очень болезненной утратой, так как функции человека значительно сокращаются, а возможность полноценно воспринимать окружающий мир заметно уменьшается. Даже частичная потеря слуха отрицательно сказывается на качестве жизни человека и может привести к печальным последствиям в его дальнейшей жизни. Такому человеку намного сложнее устроиться на работу, а список возможных профессий невелик.

При потере слуха человеку нужно либо перейти на альтернативный способ общения (язык жестов, чтение по губам), либо приобрести дорогостоящий слуховой аппарат.

Разрабатываемое устройство облегчит жизнь на работе, где от человека требуются несложные, машинальные или конвейерные действия (сортировочные центры, упаковочные предприятия, конвейеры, склады и т.п.).

Цель

Создание устройства, переводящего основные слова/команды из устной речи в цифровой и визуально понятный вид, удобный для восприятия слабослышащего человека.

Задачи

  1. Изучение среды программирования Arduino IDE.
  2. Изучение среды трёхмерного моделирования Компас 3D.
  3. Изучение программы-слайсера Creality Slicer 3D принтера Creality Ender 3 Pro.
  4. Создание корпуса разрабатываемого устройства.
  5. Подготовка компонентной базы прототипа.
  6. Разработка программного обеспечения для работы прототипа.
  7. Итоговая сборка устройства.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Распознаватель голоса
  • Плата Arduino UNO R3
  • Аккумулятор (power bank)
  • Дисплей и соединительные провода
  • Плата расширения Troyka Shield
  • Персональный компьютер с установленным ПО: Tinkercad, Creality Slicer 3D, Arduino IDE, Компас 3D, С++
  • 3D-принтер Creality Ender 3 Pro

Описание

Автор создал прототип устройства, который позволит переводить основные слова/команды из устной речи в цифровой и визуально понятный вид, удобный для восприятия глухим человеком или со слабым уровнем слуха, что будет являться возможностью для его трудовой деятельности во время адаптации к слуховому аппарату или языку жестов.

В процессе создания прототипа были использованы методы программирования микроэлектроники на базе языка оболочки Arduino, трёхмерного моделирования в системе автоматизированного проектирования, твердотельного прототипирования с помощью аддитивных технологий на 3D-принтере, принципы и инструменты для сборки электронных компонентов.

Разработанное устройство позволит людям с ограничениями слуха облегчить свою трудовую деятельность на предприятиях и в транспортной сфере, где требуются несложные, машинальные или конвейерные действия.

Результаты работы/выводы

В результате проделанной работы создан прототип устройства «Помощник слабослышащего – электронное ухо», который позволяет переводить основные слова/команды из устной речи в цифровой и визуально понятный вид для человека, который потерял слух, или уровень его слуха очень слабый.

Разработанное устройство предполагается использовать:

  •  для глухих и слабослышащих людей от 5 лет;
  •  в трудовой деятельности глухих и слабослышащих людей на сортировочных, упаковочных предприятиях, конвейерах.

Устройство может быть оптимизировано и модернизировано, на что будут направлены дальнейшие действия.

Перспективы использования результатов работы

В будущих планируемых работах по усовершенствованию устройства планируется для его более удобного использования уменьшить габариты и электропотребление, увеличить автономность работы, добавить кнопку, которая будет фиксировать моменты, во время которых необходим анализ поступающих звуковых сигналов, а также увеличить количество записанных слов/команд устной речи для распознавания и отображения на дисплее.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РУТ МИИТ

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Региональный (городской) этап VI Всероссийского конкурса проектных и исследовательских работ «Транспорт будущего» 16 ноября 2020 года, РУТ МИИТ – диплом за первое место.

Городской конкурс проектов «Город возможностей» 31 октября 2020 года, НИТУ МИСиС – призёр.

Мнение автора о своей работе, проекте «Инженерный класс в московской школе», конференции «Инженеры будущего», пожелания

«Проект даёт уникальную возможность попробовать себя в технической сфере. Учитывая, что в начале учебного года я не знал языка программирования, был мало знаком с базой Arduino, не умел проектировать 3D-модели и печатать их на 3D-принтере, я проделал большую работу, изучив всё это.

То, что я учился в инженерном классе, мне очень помогло, и именно в нём я многому научился. Я благодарен преподавателям, которые меня учили и помогали мне. Конференция «Инженеры будущего» и подобные конкурсы поддерживают стремление ребят к совершенствованию окружающего мира, и это очень важно!»