Wiem, gdzie jesteś

Zespół studentów z Politechniki Poznańskiej wygrał konkurs organizowany przez IEEE Computer Society, konstruując system Lifetech ułatwiający ratowanie życia wędrowcom zagubionym w trudnym terenie.

Zespół studentów z Politechniki Poznańskiej wygrał konkurs organizowany przez IEEE Computer Society, konstruując system Lifetech ułatwiający ratowanie życia wędrowcom zagubionym w trudnym terenie.

Wyobraźmy sobie następujący scenariusz. Grupa turystów idzie w góry. Trzech z nich nie pojawia się w umówionym miejscu o określonej godzinie. Zanim zostanie rozpoczęta kłopotliwa i kosztowna akcja ratunkowa, służby ratownicze powinny wiedzieć możliwie wiele informacji o stanie poszukiwanych i o przewidywanym miejscu ich przebywania. Na ogół jednak ratownicy zdani są na swoją intuicję i doświadczenie. Mógłby to zmienić system Lifetech opracowany przez studentów informatyki Politechniki Poznańskiej.

Komputer w plecaku

Lifetech składa się z trzech zasadniczych elementów: jednostek zwanych ICU (Intelligent Communication Unit, wymawiane tak jak I see you, czyli "widzę cię") noszonych przez wędrowca, centrum kontroli (command center) i bramek (relays). Do komunikacji system wykorzystuje także trzy elementy infrastruktury: globalny system pozycjonowania geograficznego (GPS), sieć telefonii GSM i Internet.

Jednostka ICU ma za zadanie śledzić ruch posiadacza (np. turysty w górach), ale także sprawdzać informację o temperaturze i świetle dziennym. Ponadto ma zestawiać bezprzewodowe sieci ad hoc z innymi ICU, znajdującymi się w polu radiowego "widzenia" (nie wszędzie w trudnym terenie jest zasięg GPS). W przypadku wystąpienia anomalii związanych z ruchem człowieka (np. długi postój w jednym miejscu, gwałtowny spadek) albo temperaturą (nagłe ochłodzenie) aplikacja centralna śledząca wskazania poszczególnych ICU będzie sygnalizować problemy i pomagać grupie ratowniczej w dotarciu do turysty.

Jednostki ICU to specjalizowane komputery wyposażone w procesor Renesas SuperH SH7727. Za tym układem przemawiały głównie niski pobór mocy i wbudowane funkcje wielozadoniowości. Elementem ICU jest także pamięć, przy czym zastosowano zarówno pamięć ulotną typu SDRAM, jak i pamięć trwałą typu Flash.

Ciekawe są urządzenia peryferyjne wchodzące w skład tak niedużej jednostki. Przede wszystkim jest to dotykowy panel LCD, na którym wyświetlane są informacje i który służy do wydawania poleceń. Standardowym elementem jest czujnik ruchu i natężenia światła (służy do regulacji intensywności oświetlenia panelu i tym samym przyczynia się do oszczędności energii).

Urządzenie posiada oczywiście moduł GPS oraz nadajnik radiowy wraz ze wzmacniaczem. Dwa ostatnie elementy umożliwiają komunikację radiową z innymi ICU, gdy nie jest w zasięgu stacji przekaźnikowej GPS.

Na płycie głównej urządzenia można znaleźć jeszcze baterię zasilającą całość i gniazdo standardowej karty Compact Flash, takiej jak stosowana w cyfrowych fotoaparatach.

Miękka część systemu

Urządzenie, które z założenia ma pomóc w ratowaniu ludzkiego życia, powinno być dobrze oprogramowane. Całościowy opis warstwy software'owej systemu byłby bardzo złożony, warto jednak powiedzieć o pewnych "perełkach", które można znaleźć w dokumentacji technicznej (http://www.cs.put.poznan.pl/csidc/2004/PoznanUT_Final.pdf ).

Na uwagę zasługuje warstwa komunikacyjna. Lifetech wykorzystuje do komunikacji infrastrukturę GSM, a jeśli ona zawodzi, zestawianą ad hoc sieć radiową. Dzięki temu jednostki ICU mogą porozumiewać się nie tylko jako urządzenia wspomagające akcję ratowniczą, ale także jako sprzęt pozwalający prowadzić grupę osób niemających z sobą fizycznego kontaktu w terenie, monitorując ich pozycję, prędkość oraz inne elementy, np. temperaturę zewnętrzną.

Przewodnik takiej grupy mógłby na przykład - co zresztą sugerują konstruktorzy urządzenia w swoim raporcie - dopasowywać prędkość poruszania się całego zespołu do najsłabszego uczestnika.

Błysk geniuszu widać w systemie predykcyjnym pozycji wędrowca. Ten element systemu centralnego (Command Center) na podstawie zebranych od ICU informacji przewiduje aktualną pozycję osoby, nawet jeśli nie raportuje ona od pewnego czasu. W tym celu wykonuje operacje numeryczne, uwzględniając m.in. ostatnie położenie, rodzaj i typ terenu, w którym dana osoba znajdowała się, oraz prędkość poruszania się w nim. W efekcie otrzymujemy macierz prawdopodobieństwa, która - po przetworzeniu przez warstwę wizualizacyjną - pokaże nam punkt, gdzie najpewniej znajduje się zagubiony wędrowiec, a ponadto inne miejsca, gdzie znajduje się on z mniejszym prawdopodobieństwem.

Kolejnym ciekawym elementem jest moduł ekspercki, usytuowany także w systemie centralnym, który na podstawie wskazań poszczególnych urządzeń pomiarowych przewiduje sytuacje zagrożenia życia i zdrowia posiadacza ICU. Jeżeli gwałtownie spadła temperatura, a urządzenie przestało się ruszać, oznacza to prawdopodobnie, że nagłe pogorszenie pogody zmusiło turystę do nieprzewidzianego biwaku w górach. Sygnalizowana przez akcelerometr seria gwałtownych, chaotycznych ruchów we wszystkich kierunkach zakończona równie nagłym zatrzymaniem może oznaczać, że turysta zaczął spadać i wymaga natychmiastowej pomocy. Ruchy wolne, ale bez wyraźnego kierunku i celu sygnalizują, że posiadacz ICU zgubił się w terenie i błądzi. Wszystko to zawarte jest w regułach bazujących na wskazaniach urządzeń; konstruktorzy systemu przewidzieli także możliwość powoływania własnych reguł.

Sukces i biznes

Od innowacji do produktu wiedzie długa droga. Wiele dobrych pomysłów i prototypów pozostało w sferze planów, bo nie było rynku, na którym można by je ulokować, i klienta, który chciałby za nie zapłacić.

Urządzenie i infrastruktura nie są przesadnie drogie. Prototyp zamknął się w kwocie 180 USD. Zdaniem konstruktorów ICU w wersji seryjnej kosztowałoby ok. 150 USD. Aplikacja centralna jest posadowiona na zwykłym komputerze typu PC i nie wymaga jakichś szczególnych urządzeń peryferyjnych ani oprogramowania (poza aplikacją centralną systemu Lifetech). Warto dodać, że Fundacja Centrum Innowacji FIRE jest zainteresowana przygotowaniem modelu biznesowego dla Lifetech.

Pytanie o zainteresowanie ze strony biznesu nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Na razie tylko Polkomtel, operator sieci Plus GSM, zainteresował się urządzeniem. Odbyły się rozmowy, ale trudno wyrokować, czy zainteresowanie przerodzi się w jakąś propozycję biznesową. Poprzedni spektakularny sukces polskich studentów, zwycięstwo w zawodach w programowaniu zespołowym, zaowocował założeniem warszawskiego oddziału ComArchu, w którym zatrudnienie znaleźli niektórzy autorzy tamtego sukcesu. Można być pewnym, że nawet jeśli żadna firma czy instytucja nie zainteresuje się urządzeniem Lifetech, to na pewno zainteresuje się jego twórcami.

Dyplom z ratownictwa

System Lifetech został opracowny przez zespół studentów informatyki Politechniki Poznańskiej. Zespołem w składzie: Wojciech Jaskowski, Krzysztof Jędrzejek, Bartosz Nyczkowski i Stanisław Skowronek opiekuje się dr Jan Kniat, pracownik Instytutu Informatyki Politechniki. Dla większości członków zespołu Lifetech był pracą inżynierską. Jak mówią sami zainteresowani, plany na najbliższą przyszłość to ukończenie studiów.


TOP 200