کفش‌هایی برای ردیابی سالمندان

برنامه نویسی از نوع اختصاصی

همان طور که از نام کفش های هوشمند برمی آید، این کفش به فناوری هایی مجهز شده است که بهره گیری از ویژگی ها و کاربردهای هوشمندانه را امکان پذیر می کند.

مهندس علی روزبهانی، دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی از دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری این طرح تحقیقاتی در گفت وگو با جام جم می گوید: در کفش های هوشمند از دو فناوری استفاده شده است. یکی از این فناوری ها، همان فناوری GPS یا سیستم موقعیت یاب جهانی است.

فناوری دیگر GSM یا سیستم جهانی ارتباطات سیار است. این دو فناوری از طریق برنامه نویسی خاص و پیشرفته ای کنار هم قرار گرفته است. کار جدید انجام شده ایجاد امکانی برای برقراری ارتباط میان این دو فناوری بوده است.

در حقیقت در این روش جدید این دو قطعه الکترونیکی در ارتباط با هم عمل می کنند و می توانیم با استفاده از زبان خودمان با این سیستم صحبت کنیم. زبان رایانه یا الکترونیک، زبان دودویی است. در حالی که زبان ما ده دهی است. هدف ما ایجاد ارتباط میان این دو زبان بوده است که برای این کار از مجموعه ای از مبدل ها استفاده شده است و باید در برنامه نویسی این سیستم توضیحات تخصصی در نظر گرفته شود تا این دو قطعه بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.

ما ابتدا این سیستم را شبیه سازی کردیم که همان زمان پیشنهادهایی برای خرید این محصول از سوی کشورهای ترکیه، فرانسه و کانادا مطرح شد. درخواست آنها این بود که تجاری سازی محصول در همان کشورها انجام شود که نپذیرفتم.

چرا کفش؟

یکی از لوازمی که بیمار مبتلا به آلزایمر تقریبا همیشه همراه دارد، کفش است. این سیستم می توانست روی محصولی به شکل گردنبند، دستبند یا یک وسیله قابل نصب روی گوش بیماران طراحی شود. از آنجا که این گروه از بیماران با مشکل اختلال حافظه مواجه هستند احتمال این که همراه داشتن این وسایل را فراموش کنند خیلی زیاد است؛ به همین دلیل این سیستم روی کفش بیماران تعبیه شده است.

روزبهانی معتقد است، احتمال این که بیماری، پوشیدن کفش را فراموش کند به مراتب کمتر است. کفش طراحی شده سبک و برای بیماران سالمند مبتلا به آلزایمر مناسب است.

این دو قطعه الکترونیکی و میکروکنترلر کنار هم داخل پاشنه کفش جاسازی شده است. طول و عرض این سیستم به ترتیب پنج و سه سانتی متر و ارتفاع آن دو سانتی متر است. تغییرات کفش از نظر وزنی و فضایی که سیستم اشغال می کند بسیار نامحسوس است. در این سیستم یک باتری، یک حافظه و یک سیمکارت نیز قرار گرفته است.

اطلاعات سیستم GPS روی حافظه سیستم ذخیره می شود. این سیستم در یکی از کفش ها قرار می گیرد. می توان این سیستم را در کفش های دیگر نیز تعبیه کرد و از نظر طراحی کفشی که قرار است بیماران مبتلا به آلزایمر به عنوان یک کفش هوشمند از آن استفاده کنند هیچ محدودیتی وجود ندارد، اما باید قسمت کف کفش ضخیم باشد تا بتوان این سیستم را داخل پاشنه کفش گذاشت.

این کفش به پرسش های شما پاسخ می دهد

این کفش به یک باتری لیتیومی مجهز شده است که انرژی مورد نیاز برای هشت ساعت کار مداوم را تأمین می کند. شارژ این باتری دو ساعت به طول می انجامد. حسگر حرکتی تعبیه شده در این سیستم به محض این که بیمار توقف می کند یا کفش ها را درمی آورد در حالت توقف قرار می گیرد و به این ترتیب سیستم، شارژ کمتری مصرف می کند و می تواند به شیوه ای بهینه از شارژ باتری استفاده کند.

باتری این کفش از طریق کابل USB از قسمت کناره کفش قابل شارژ است. سیستم طراحی شده ضدآب است و حتی در شرایط نامناسب نیز با عبور از سطوح مختلف آسیب نمی بیند. این امکان وجود دارد که بتوان باتری را از این سیستم حذف کرد و به جای آن از حسگر حرکتی بهره برد. در این صورت با حرکت فرد، سیستم فعال می شود. اما باید ذخیره باتری را برای آن در نظر گرفت تا در صورت توقف بیمار بتوان انرژی مورد نیاز برای سیستم را تأمین کرد.

مجری این طرح تحقیقاتی درباره دیگر امکانات این کفش چنین توضیح می دهد: این سیستم از طریق صفحه مدیریت بیمار از سوی خانواده فرد بیمار قابل مدیریت است. به این ترتیب خانواده می تواند از طریق رایانه یا گوشی تلفن همراه به این صفحه دسترسی داشته باشد. هر زمان که خانواده بیمار بخواهد از موقعیت مکانی بیمار مطلع شود با کفش صحبت می کند و کفش به شیوه ای هوشمندانه از بین پیام های پیش فرضی که در داخل برنامه نویسی آن گنجانده شده، به طور خودکار به پرسش مطرح شده پاسخ می دهد.

علاوه بر این خانواده می تواند روی وب یا به عبارتی نقشه گوگل، محدوده خاصی برای حرکت بیمار تعیین کند تا بیمار فقط در همین محدوده حرکت کند. در صورتی که خانواده برای بیمار محدوده ای تعیین کرده باشد و بیمار قدم فراتر از این محدوده بگذارد به طور خودکار از طریق سیستم تعبیه شده در کفش بیمار پیامکی به گوشی تلفن همراه خانواده بیمار ارسال می شود و نسبت به خروج او از محدوده تعیین شده، به آنها هشدار می دهد. نتایج بررسی های انجام شده نشان می دهد این سیستم در ۹۵ درصد موارد موفق عمل می کند و فقط در ۵ درصد به دلیل قطعی اینترنت دچار اختلال می شود.

روزبهانی برای برطرف کردن این محدودیت نیز چاره ای اندیشیده است. در حقیقت سیمکارت تعبیه شده در این سیستم پوشش اینترنتی مورد نیاز را تأمین می کند و چنانچه به هر علتی اینترنت قطع شود، در عملکرد این سیستم اختلال ایجاد می شود. برای کاهش احتمال خطا و افزایش دقت کار در این سیستم، دو سیمکارت از دو اپراتور قرار می گیرد تا اگر به هر علتی در عملکرد شبکه یکی از آنها اختلالی ایجاد شود سیمکارت دیگر بتواند پوشش اینترنتی را تأمین کند تا بیمار همیشه تحت نظر باشد.

هک شدن، هرگز!

هک شدن سیستم های الکترونیکی و رایانه ای خطری است که می تواند عملکرد این سیستم را دچار اختلال کند. برای جلوگیری از بروز این مشکل روی نقشه گوگل برای سیستم موقعیت یاب جهانی کدی را طراحی کرده است که در حقیقت این کد نام کاربری و رمز عبور اختصاصی برای خانواده بیمار در نظر می گیرد.

اگر خانواده بخواهد از موقعیت کنونی بیمار مطلع شود، از این نام کاربری و رمز عبور استفاده می کند. یکی از دیگر موضوعاتی که مورد توجه قرار گرفته این است که بتوان به کفش پیامک ارسال کرد و از موقعیت مکانی بیمار مطلع شد. برای این امکان نیز محدودیت هایی در نظر گرفته شده است.

شماره تماس های مجاز برای برقراری ارتباط با کفش از سوی خانواده بیمار و از طریق صفحه مدیریت بیمار روی وب وارد سیستم می شود. تعداد شماره هایی که بتوانند با کفش بیمار ارتباط داشته باشند، تعریف شده است؛ بنابراین مجری این طرح تحقیقاتی می گوید: هک شدن این سیستم امکان پذیر نیست، مگر این که نقشه گوگل هک شود. در حقیقت رابطه بین وب و کفش ایمن است.

هشدار در شرایط اضطراری

از قابلیت های دیگر این کفش هوشمند می توان به کلید SOS اشاره کرد. یکی از ویژگی های مهم طرح این است که خانواده بیمار در هر زمان و مکانی محیط اطراف بیمار را شنود کنند. کلید SOS طراحی شده در داخل سیستم موقعیت یاب کفش به شیوه ای عمل می کند که اگر بیمار فشار بیشتری به پاشنه کفش وارد کند یا این کلید را با پاشنه پای دیگرش فشار دهد سیستم SOS فعال می شود و به طور خودکار پیامکی مبنی بر قرار گرفتن بیمار در شرایط اورژانسی برای خانواده او ارسال می شود و سیستم شنود نیز به طور خودکار فعال می شود.

یکی از دیگر امکانات کفش این است که داخل صفحه مدیریت بیمار از مکان هایی که بیمار در طول روز تردد داشته است و حتی سرعت حرکت در این مسیرها و مقدار مسافت طی شده در طول روز و شرایط اورژانسی که با آن مواجه شده است، گزارشی ثبت می شود.

طراح کفش هوشمند می گوید: اکنون ساخت این کفش به پایان رسیده و چند نمونه از آن ساخته شده است. متأسفانه در کشور از تجاری سازی این کفش استقبال نشده است.

این در حالی است که شرکت هیوندای نیز برای حمایت از تجاری سازی این طرح اعلام آمادگی کرده است؛ درصورتی که شرکت های داخلی از تجاری سازی این طرح حمایت نکنند با کشورهای ترکیه، فرانسه و کانادا برای پیاده سازی این طرح وارد مذاکره می شویم.