Проекты

Устройство помощи в ориентировании слабовидящих людей

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Информационные технологии, программирование, прикладная математика, социальный инжиниринг» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Социальный инжиниринг
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1228 «Лефортово»
Предметы: Информатика, Робототехника
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Зрение – это основа жизни человека. В случае ограничения или потери зрения жизнь человека становится ужасной. Одно из важнейших последствий при потере зрения – это ограничение мобильности человека, поскольку перемещение по улице, в транспорте будет сопряжено с серьёзной опасностью. Использование в качестве поводыря другого человека или собаки возможно далеко не всегда. Создание устройств помощи в ориентировании слабовидящих людей входит в перечень актуальных направлений современных исследований научного сообщества, так как улучшение качества жизни людей с ограниченными возможностями является одним из важных аспектов развития общества.

Предлагаемый проект позволит упростить передвижение человека с ограниченным зрением. Маленькое компактное устройство оповестит носителя вибрационным сигналом о возможном столкновении с препятствием.

Цель

Создание и тестирование прибора, включающего датчики расстояния, для предупреждения человека об опасности столкновения с препятствием.

Задачи

  1. Изучить технологии, применяемые для определения расстояния до препятствия.
  2. Спроектировать архитектуру устройства помощи в ориентации.
  3. Определить необходимый набор технических элементов устройства.
  4. Реализовать аппаратную часть устройства (прототипирование прибора).
  5. Разработать программное обеспечение обработки данных.
  6. Провести верификацию устройства.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • 3 ультразвуковых дальномера HC-SR04
  • Troyka Shied
  • Arduino Uno
  • Вибромотор
  • Пауэрбанк
  • Набор проводов мама-мама и папа-папа

Описание

В готовой работе задействованы три ультразвуковых датчика, расставленных под углом 45 градусов друг к другу, это помогло расширить охват сканируемой области. Датчики подключены к плате Arduino uno через плату расширения Troyka shield. Сигнал о возможном столкновении подаётся на вибромотор. Таким образом, была спроектирована архитектура устройства. Далее была написана программа в среде разработки Arduino. 

После того как автор удостоверился в том, что устройство работает без помех, был создан корпус в среде разработки «Компас-3D». Корпус был распечатан на 3D-принтере, затем в него поместили все технические составляющие прибора.

Для того чтобы убедиться в работоспособности готового устройства, была проведена повторная верификация.

Современное общество должно учитывать трудности людей с ограниченными возможностями и разрабатывать устройства для улучшения их качества жизни. Разработанное устройство позволяет ориентироваться в пространстве. 

Дальнейшая разработка направлена на анализ шумов датчиков, исследование алгоритмов обработки сигналов, алгоритма очистки от шумов, а также создание более эргономичного корпуса.

Результаты работы/выводы

1. Разработан прибор помощи ориентирования в пространстве.

2. Создана программа управления датчиками и оповещения о препятствиях на пути.

3. Разработан корпус устройства (3D-модель), проведена 3D-печать.

4. Проведена верификация устройства.

Перспективы использования результатов работы

Предлагаемый проект позволит использовать технические средства для помощи в ориентировании слабовидящих людей в пространстве. В частности, в результате использования предлагаемой системы ориентации человек получит вибрационное предупреждение при опасности столкновения с препятствиями.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РТУ МИРЭА

Мнение автора

«Это был интересный опыт проектирования, разработки и создания прибора, включающий все этапы от придумывания темы, идей и решения всех задач для реализации готового прибора. Я довольна результатами своего проекта, все поставленные задачи были решены. Полученный опыт, несомненно, мне будет полезен при выборе будущего направления обучения в вузе. Я точно решила, что хочу развиваться в области прикладной математики и программирования, социального инжиниринга – создавать технологии для улучшения жизни людей»