کفش‌هایی برای ردیابی سالمندان

برنامه‌نویسی از نوع اختصاصی

همان‌طور که از نام کفش‌های هوشمند برمی‌آید، این کفش به فناوری‌هایی مجهز شده است که بهره‌گیری از ویژگی‌ها و کاربردهای هوشمندانه را امکان‌پذیر می‌کند.

مهندس علی روزبهانی، دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی از دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری این طرح تحقیقاتی در گفت‌وگو با جام‌جم می‌گوید: در کفش‌های هوشمند از دو فناوری استفاده ‌شده است. یکی از این فناوری‌ها، همان فناوری GPS یا سیستم موقعیت‌یاب جهانی است. فناوری دیگر GSM یا سیستم جهانی ارتباطات سیار است. این دو فناوری از طریق برنامه‌نویسی خاص و پیشرفته‌ای 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 می‌کنند و می‌توانیم 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 مجموعه‌ای از مبدل‌ها استفاده ‌شده است و باید در برنامه‌نویسی این سیستم توضیحات تخصصی در نظر گرفته شود تا این دو قطعه بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند. ما ابتدا این سیستم را شبیه‌سازی کردیم که همان زمان پیشنهادهایی برای خرید این محصول از سوی کشورهای ترکیه، فرانسه و کانادا مطرح شد. درخواست آنها این بود که تجاری‌سازی 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 می‌توانست روی محصولی به شکل گردنبند، دستبند یا یک وسیله قابل‌نصب روی گوش بیماران طراحی شود. از آنجا که این گروه از بیماران با مشکل اختلال حافظه مواجه هستند احتمال این‌که 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 این‌که بیماری، پوشیدن کفش را فراموش کند به‌مراتب 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 جاسازی‌شده است. طول و عرض این سیستم به ترتیب پنج و سه سانتی‌متر و ارتفاع آن دو سانتی‌متر است. تغییرات کفش از نظر وزنی و فضایی که سیستم اشغال می‌کند بسیار نامحسوس است. در این سیستم یک باتری، یک حافظه و یک سیمکارت نیز قرار گرفته است.

اطلاعات سیستم GPS روی حافظه سیستم ذخیره می‌شود. این سیستم در یکی از کفش‌ها قرار می‌گیرد. می‌توان این سیستم را در کفش‌های 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 پرسش‌های شما پاسخ می‌دهد

این کفش به یک باتری لیتیومی مجهز شده است که انرژی مورد نیاز برای هشت ساعت کار مداوم را تأمین می‌کند. شارژ این باتری دو ساعت به طول می‌انجامد. حسگر حرکتی تعبیه شده در این سیستم به محض این‌که بیمار توقف می‌کند یا کفش‌ها را درمی‌آورد در حالت توقف قرار می‌گیرد و به ‌این ‌ترتیب سیستم، شارژ کمتری مصرف می‌کند و می‌تواند به شیوه‌ای 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 نمی‌بیند. این امکان وجود دارد که بتوان باتری را از این سیستم حذف کرد و به‌جای آن از حسگر حرکتی بهره برد. در این صورت با حرکت فرد، سیستم فعال می‌شود. 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 می‌دهد: این سیستم از طریق صفحه مدیریت بیمار از سوی خانواده فرد بیمار قابل مدیریت است. به‌ این ‌ترتیب خانواده می‌تواند 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 می‌کند و کفش به شیوه‌ای هوشمندانه از بین پیام‌های پیش‌فرضی که در داخل برنامه‌نویسی آن گنجانده شده، به‌طور خودکار به پرسش مطرح شده پاسخ می‌دهد.

علاوه بر این خانواده می‌تواند 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 محدوده‌ای تعیین کرده باشد و بیمار قدم فراتر از این محدوده بگذارد به‌طور خودکار از طریق سیستم تعبیه‌ شده در کفش بیمار پیامکی به گوشی تلفن همراه خانواده بیمار ارسال می‌شود و نسبت به خروج او از محدوده تعیین ‌شده، به آنها هشدار می‌دهد. نتایج بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد این سیستم در 95 درصد موارد موفق عمل می‌کند و فقط در 5 درصد به‌دلیل قطعی اینترنت دچار اختلال می‌شود.

روزبهانی برای برطرف کردن این محدودیت نیز چاره‌ای اندیشیده است. در حقیقت سیمکارت تعبیه شده در این سیستم پوشش اینترنتی مورد نیاز را تأمین می‌کند و چنانچه به هر علتی اینترنت قطع شود، در عملکرد این سیستم اختلال ایجاد می‌شود. برای کاهش احتمال خطا و افزایش دقت کار در این سیستم، دو سیمکارت از دو اپراتور قرار می‌گیرد 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 سیستم‌های الکترونیکی و رایانه‌ای خطری است که می‌تواند عملکرد این سیستم را دچار اختلال کند. برای جلوگیری از بروز این مشکل روی نقشه گوگل برای سیستم موقعیت‌یاب جهانی کدی را طراحی کرده است که در حقیقت این کد نام کاربری و رمز عبور اختصاصی برای خانواده بیمار در نظر می‌گیرد.

اگر خانواده بخواهد از موقعیت کنونی بیمار مطلع شود، از این نام کاربری و رمز عبور استفاده می‌کند. 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 محدودیت‌هایی در نظر گرفته شده است. شماره تماس‌های مجاز برای برقراری ارتباط با کفش از سوی خانواده بیمار و از طریق صفحه مدیریت بیمار روی وب وارد سیستم می‌شود. تعداد شماره‌هایی که بتوانند با کفش بیمار ارتباط داشته باشند، تعریف شده است؛ بنابراین مجری این طرح تحقیقاتی می‌گوید: هک شدن این سیستم امکان‌پذیر نیست، مگر این‌که نقشه گوگل هک شود. در حقیقت رابطه بین وب و کفش ایمن است.

هشدار در شرایط اضطراری

از قابلیت‌های دیگر این کفش هوشمند می‌توان به کلید SOS اشاره کرد. یکی از ویژگی‌های 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 موقعیت‌یاب کفش به شیوه‌ای عمل می‌کند که اگر بیمار فشار بیشتری به پاشنه کفش وارد کند یا این کلید را با پاشنه پای دیگرش فشار دهد سیستم SOS فعال می‌شود و به‌طور خودکار پیامکی مبنی بر قرار گرفتن بیمار در شرایط اورژانسی برای خانواده او ارسال می‌شود و سیستم شنود نیز به‌طور خودکار فعال می‌شود. یکی از دیگر امکانات کفش این است که داخل صفحه مدیریت بیمار از مکان‌هایی 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 می‌شود.

طراح کفش هوشمند می‌گوید: اکنون ساخت این کفش به پایان رسیده و چند نمونه از آن ساخته‌شده است. متأسفانه در کشور از تجاری‌سازی این کفش استقبال نشده است. این در حالی است که شرکت هیوندای نیز برای حمایت از تجاری‌سازی این طرح اعلام آمادگی کرده است؛ درصورتی‌که شرکت‌های داخلی از تجاری‌سازی این طرح حمایت نکنند با کشورهای ترکیه، فرانسه و کانادا برای پیاده‌سازی این طرح وارد مذاکره می‌شویم.

فرانک فراهانی جم - دانش