Asistované bývanie a výkon práce v zamestnaní pre nevidiacich ľudí Milan Hudec február 2022 Predstavenie projektu Fakulta prírodných vied UMB Katedra informatiky Tajovského 40 Banská Bystrica Obsah 1 Úvod, kontext na existujúce technológie ................................................ 3 1.1 Automatizovaná asistencia pri bývaní pre zdravotne hendikepovaných ľudí ..................... 3 1.2 Výskum, vývoj a výroba ambientných systémov ........ 4 1.3 Omyl pri vývoji používateľských rozhraní ........... 5 2 Dôvody a história výskumu .................................. 7 2.1 Ambientný systém RUDO .............................. 7 2.2 História vývoja .................................... 8 3 Význam výskumu, metodiky dokazovania ....................................... 11 3.1 Ciele výskumu ...................................... 11 3.2 Porovnanie metodík dokazovania ..................... 12 3.3 Návrhový typ výskumu ............................... 12 3.4 Metodika kvalitatívneho vyhodnocovania účelnosti ... 13 3.5 Kognitívny priechod a heuristiky ................... 13 4 Systém ROWS, praktický význam projektu .................................. 15 4.1 Základné princípy obsluhy systému ROWS ............. 15 4.2 Používateľské prostredie HANIBAL ................... 16 4.3 Súčasti systému ROWS ............................... 16 4.4 Práca na príkazovom riadku ......................... 17 4.5 Združené prijímanie informácií ..................... 17 5 Automatická asistencia v oblasti elektrotechniky .................................. 19 5.1 Schopnosť nevidiacich zaoberať sa elektrotechnikou . 19 5.2 Dôraz pri výskume .................................. 20 5.3 Práca nevidiaceho s multimetrom .................... 21 5.4 Práca nevidiaceho s osciloskopom ................... 21 5.5 Asistencia pri identifikácii komponentov ........... 23 5.6 Schémy zapojení obvodov ............................ 23 6 Interiérové a exteriérové scény, priestorový a sociálny kontext ............................. 25 6.1 Uvedenie do problematiky ........................... 25 6.2 Zameranie nášho projektu ........................... 26 6.3 Súčasná verzia ambientného systému ................. 27 6.4 Niektoré notifikačné zvuky v súčasnej verzii ....... 30 6.5 Priestorový a sociálny kontext ..................... 31 7 Asistencia pri úspore energií a pri obsluhe vykurovania .................................. 33 7.1 Dvojstupňová regulácia vykurovania ................. 33 7.2 Časové zónové harmonogramy ......................... 34 7.3 Obsluha a notifikačné zvuky ........................ 35 8 Prostredie HANIBAL, asistencia v oblasti odbornej informatiky ....................................... 37 8.1 Asistencia pri práci s graficky orientovanými údajmi ........................ 37 8.2 Formálne jazyky .................................... 38 8.3 Formálny jazyk HANIBAL ............................. 39 8.3.1 Definícia základného okna s tromi položkami ...... 39 8.3.2 Definícia submenu ................................ 40 9 Ambientný systém RUDO, zhrnutie a blokové schémy .................................. 41 9.1 Softvérové služby ambientného systému RUDO ......... 41 9.2 Príklady interakcií softvérových komponentov ....... 43 9.3 Ďalšie smerovanie vývoja ........................... 43 9.4 Blokové schémy ..................................... 45 10 Kompenzácia zrakového znevýhodnenia pri obsluhe elektrického náradia ....................................... 52 10.1 Sociálny aspekt a výber náradia ................... 52 10.2 Bezpečnosť a ochrana zdravia pri práci ............ 53 10.3 Používanie elektrického náradia nevidiacimi ľuďmi . 53 10.3.1 Vŕtačka a elektrický skrutkovač ................. 54 10.3.2 Kotúčová a vibračná brúska ...................... 55 10.3.3 Kotúčová a chvostová kmitacia píla .............. 57 10.3.4 Vŕtacie kladivo ................................. 58 10.4 Diskusia .......................................... 58 10.5 Závery ............................................ 59 3 1 Úvod, kontext na existujúce technológie Klasické ponímanie komfortu pri bývaní bolo v minulosti zo stavebného hľadiska obsiahnuté v optimálnom navrhnutí architektúry, polohy budovy, vykurovacieho systému, rozvodu vody, elektriny a telefónnych liniek. Pri ďalšom zvyšovaní komfortu sa prihliadalo na kvalitu vnútorného zariadenia a elektrických spotrebičov. Súčasná doba prináša s rozvojom informatiky nové ponímanie komfortu pri bývaní. Stavebnou súčasťou budov sa stali dátové rozvody počítačových sietí. Sieť býva dostupná aj pomocou bezdrôtovej technológie WiFi. Budovy začínajú byť vybavované centrálnym počítačom pripojeným na lokálnu počítačovú sieť. Domový server môže takto vyhodnocovať údaje zo senzorov nainštalovaných v budove a automaticky ovládať najrozličnejšie sofistikované zariadenia. V domových serveroch moderných budov sa inštalujú informačné systémy, ktoré sú nazývané smart environment alebo ambient intelligence systems. My ich budeme nazývať pre jednoduchosť ambientné systémy. Svojou funkcionalitou sú v súčasnosti zamerané predovšetkým: - na vzdialenú správu zariadení, - na odovzdávanie informácií o stave priestorov, - na zabezpečenie, - na ovládanie zariadení a úsporu energií. Budovy vybavené ambientnými systémami, senzormi a zariadeniami sa nazývajú inteligentné budovy. Informatizácia budov však neponúka len zvyšovanie komfortu v bežnom ponímaní. Súčasťou ambientných systémov v inteligentných budovách môžu byť aj asistenčné technológie, ktoré pomáhajú pri bývaní starým alebo zdravotne hendikepovaným ľuďom. 1.1 Automatizovaná asistencia pri bývaní pre zdravotne hendikepovaných ľudí Súčasné bývanie v asistovanom prostredí v inteligentných budovách je prioritne zamerané na asistenčné služby pre starších ľudí. Ambientné systémy sú preto zamerané na pomoc: - pri onemocnení pohybovej sústavy, - pri slabozrakosti, - pri ľahšej forme stareckej demencie, - pri údržbe hygienických potrieb a zvýšení bezpečnosti. Takéto ambientné systémy klasifikujú činnosť alebo stav osôb, ktoré zo zdravotného hľadiska vyžadujú asistenčnú podporu. Pri tejto činnosti vyhodnocujú dáta z pohybových senzorov alebo kamier. Pri krízovej klasifikácii systém vyšle podnet na 4 privolanie opatrovateľskej pomoci alebo zdravotníckeho zásahu. Súčasťou týchto ambientných systémov je prispôsobené alebo adaptabilné používateľské rozhranie, ktoré môže vhodne kompenzovať zdravotný hendikep. Môžu byť využité aj doplňujúce služby kontrolujúce hygienické podmienky, ekoparametre - teplota, intenzita svetla a podobne. Poslednou zmienenou vlastnosťou systémov asistovaného bývania je aj ich ekonomické hodnotenie - náklady na zriadenie, licenčné obmedzenia a náklady na údržbu. 1.2 Výskum, vývoj a výroba ambientných systémov Dôležitou informáciou, ktorú je potrebné v tomto článku obsiahnuť, vyjadruje otázka: Kedy a kde si bude môcť nevidiaci človek zakúpiť a vo svojej domácnosti nainštalovať ambientný systém pre nevidiacich? Na zodpovedanie tejto otázky je potrebné rámcovo si uvedomiť, akým spôsobom sa zavádzajú nové technológie do priemyselnej hromadnej výroby vo forme konkrétnych výrobkov. Zjednodušene by sa dalo povedať, že ide v zásade o postupnosť troch na seba nadväzujúcich aktivít: 1) vedecký výskum (Kladú sa otázky: Je možné niečo také skonštruovať a ak áno, akým spôsobom? Bude to mať zmysel? Koľkým ľuďom to pomôže? Bude takáto technológia účelná?), 2) priemyselný vývoj (Kladú sa otázky: Ako to vyrobiť čo najekonomickejšie? Ako to vyrobiť čo najúčelnejšie? Ako to vyrábať hromadne?), 3) hromadná priemyselná výroba (Kladú sa otázky: Ako vykonať výrobkom čo najlepšiu reklamu? Ako presvedčiť odberateľov, že to bude pre nich účelné? V akom rozsahu výrobok vyrábať, aby sa predal a celá aktivita bola ekonomicky zaujímavá?). Ambientné systémy zamerané na komfort pri bývaní a na ekonomickú stránku úspory energií už prešli v mnohých prípadoch všetkými tromi štádiami. Na trhu je možné zakúpiť si príslušné komponenty, ktoré odborníci nainštalujú do domácnosti. Ide v súčasnosti o najmodernejší trend vytvárania inteligentných budov - tzv. smart domácnosti. V prípade automatizovanej asistencie pri bývaní so zameraním na pomoc starým a starnúcim ľuďom sa vývoj ambientných systémov nachádza v prvom a druhom štádiu riešenia. Na trhu sa síce môžu vyskytnúť nejaké konkrétne výrobky, avšak ani vedecký výskum ani priemyselný vývoj v tejto oblasti zatiaľ ešte nie je uzatvorený. Pre nevidiacich ľudí sa v oblasti vývoja ambientných systémov zatiaľ vykonalo veľmi málo. Aktivity v tejto oblasti zatiaľ spadajú prevažne len do prvej oblasti vedeckého výskumu. Pri výskume realizácie a účelnosti automatizovanej asistencie pri bývaní pre nevidiacich ľudí zastáva Slovensko vo svete popredné miesto. Svedčia o tom vedecké publikácie vo Švajčiarskom vydavateľstve MDPI v Newyorkskom vydavateľstve ACM a v českej vedeckej tlači. Pomalý nábeh vývoja ambientných systémov pre nevidiacich bol 5 spôsobený vysokou časovou náročnosťou, vysokými nákladmi a technickou náročnosťou už v prvom štádiu výskumu. Výskum v tejto oblasti sa vykonáva zväčša metodikou iteratívneho, návrhového vyhodnocovania funkčnosti skúmaného prototypu. Návrhový typ výskumu má typicky iteratívny charakter, pozostávajúci z inžinierskeho cyklu, ktorý sa pri vývoji a kontinuálnom vylepšovaní opakuje. Tento cyklus má zväčša štyri základné fázy výskumu: - identifikácia a definícia problému, - návrh riešenia, - vývoj, - overenie. Cieľom DSR je predstavenie obecného návrhu riešenia vymedzeného problému, ktorý je využiteľný aj za ďalších obdobných podmienok. Sekundárnym výsledkom je inštancia riešenia napr. vo forme prototypu, ktorý je nainštalovaný v praxi a slúži na vyhodnocovanie účelnosti navrhnutého riešenia. Inými slovami je pre takýto vývoj potrebné získať budovu s bytom, v ktorom bude bývať nevidiaci človek. Do budovy je potrebné nainštalovať prototyp ambientného systému, ktorý sa ešte nevyrába, a preto je potrebné technicky ho navrhnúť a jednoúčelovo vyrobiť. Inštalácia vyžaduje klasické stavebné zásahy do budovy. Po úspešnom zavedení prvej verzie prototypu, nastáva fáza overovania, ktorá trvá aj niekoľko rokov. Ďalšie zmeny a vylepšenia sa priebežne inštalujú do prototypu, čím vznikajú jeho ďalšie verzie. Takýto výskum je veľmi nákladný a časovo náročný. Na Fakulte prírodných vied Univerzity Mateja Bela v Banskej Bystrici sa začal v tejto oblasti realizovať výskum už v roku 2000 v kooperácii s rodinou nevidiaceho človeka, ktorý je zároveň zamestnancom na tejto univerzite. Vývoj ambientných systémov so zameraním na pomoc pre nevidiacich ľudí tu prebieha už 19 rokov, na čo poukazujú viaceré vedecké publikácie v domácej a zahraničnej tlači. 1.3 Omyl pri vývoji používateľských rozhraní Pred niekoľkými desiatkami rokov boli magnetofóny ovládané tlačítkami, ktoré si mohol nevidiaci človek nahmatať. Pomocou hmatu cítil, či je tlačítko stlačené alebo vysunuté. Hlasitosť sa ovládala opäť ľahko hmatateľným ovládacím prvkom. Potom nastal v oblasti vývoja používateľských rozhraní veľký omyl. Nepočítalo sa pri ňom s nevidiacimi ľuďmi. Začali sa vyrábať MP3 prehrávače, ktoré vyžadovali pri obsluhe zrakovú spätnú väzbu. Nevidiaci človek, ktorý si dovtedy bez problémov mohol počúvať nahrávky zvukových kníh bol zrazu vystavený pomerne komplikovanému problému, ako to dokázať s novou technikou. Ovládanie bežných výrobkov ako napr. hodiny, rádio, MP3 prehrávače sa stalo pre nevidiacich ľudí veľmi nepriateľské. Neskôr sa tento problém začal riešiť, avšak prechodné obdobie medzi starými a novými technológiami bolo pre nevidiacich používateľov stresujúce. V súčasnosti sa pracuje na novej technológii ambientných systémov, ktoré môžu nevidiacim ľuďom v budúcnosti veľmi pomôcť. Aby však nedošlo k chybe, ako pri vývoji používateľských rozhraní s displejom, je potrebné už v štádiu vedeckého výskumu jasne 6 špecifikovať potreby nevidiacich ľudí. Formou metodiky vedeckého dokazovania je potrebné poukázať na účelnosť využitia ambientných systémov aj v oblasti kompenzácie zrakového hendikepu. V ďalšej časti sa čitateľ zoznámi s históriou vývoja ambientných systémov pre nevidiacich, ktorý sa začal na Univerzite Mateja Bela. Dozvie sa, ako môžu takéto systémy automatizovane asistovať nevidiacemu človeku pri bývaní a pri výkone práce v zamestnaní. 7 2 Dôvody a história výskumu Podľa správy Svetovej zdravotníckej organizácie z roku 2017 je odhadovaný celkový počet nevidiacich na svete 39 miliónov ľudí. Z tohto počtu je 82% ľudí starších ako 50 rokov, pričom 41% všetkých nevidiacich ľudí žije v Indii alebo Číne. Napriek tomu, že sa jedná iba o približne 0.6% ľudí z celkovej svetovej populácie, prebieha v tejto oblasti aktívny, najmä návrhový typ výskumu, ktorý je motivovaný morálnymi kritériami vyspelej spoločnosti. Zásadným problémom v oblasti vývoja ambientných systémov je skutočnosť, že návrh, realizácia a testovanie rozsiahleho ambientného systému pre nevidiacich je časovo, technicky a finančne veľmi náročné. To je tiež dôvod, pre ktorý sa zatiaľ v tejto oblasti pre úplne nevidiacich ľudí veľa neurobilo. Existuje len málo vedeckých článkov, v ktorých sa spomínajú ambientné systémy v spojitosti s nevidiacimi. Žiaľ, tieto technické riešenia často nie sú založené na konkrétnych požiadavkách nevidiacich používateľov, preto nie sú týmito ľuďmi v praxi akceptované. Na Fakulte prírodných vied UMB v Banskej Bystrici vzniklo v roku 1997 pracovisko, v rámci ktorého sa realizuje vývoj softvérových asistenčných technológií pre nevidiacich. Od roku 2000 bol tento vývoj zameraný aj na vytváranie prototypu ambientného systému pre nevidiacich, ktorý bol neskôr nazvaný systém RUDO. Výsledky výskumu a vývoja prototypu ambientného systému RUDO je možné prakticky využiť aj pri konštrukcii ďalších ambientných systémov, ktoré sú zamerané na asistenciu pri bývaní a pri výkone práce v zamestnaní pre nevidiacich ľudí. Vytvorený softvér nie je licenčne obmedzený, jeho súčasťou je Systém ROWS, ktorý funguje aj mimo ambientu inteligentných budov. Znamená to, že si ho môže nevidiaci nainštalovať na svoj počítač a využívať ho ako asistenčnú technológiu pri práci pod operačným systémom Linux Debian. 2.1 Ambientný systém RUDO Prototyp ambientného systému RUDO je nainštalovaný v dvojposchodovom rodinnom dome, v ktorom žije nevidiaci výskumník so svojou rodinou. Druhá časť systému je implementovaná na Univerzite Mateja Bela na Fakulte prírodných vied, Katedra informatiky, kde nevidiaci pracuje. Dve nemobilné počítačové pracovné stanice sú v domácnosti, kde sa nachádza aj domový server realizujúci sieťové služby ambientného systému. V zamestnaní sa nachádza jedna nemobilná počítačová stanica, ktorá sa môže na domový server pripojiť cez WEB. Prepojenie realizuje webový server KLINGON, ktorý bol vytvorený v rámci tohoto vývoja. Nevidiaci zároveň používa notebook, ktorý sa cez bezdrôtovú sieť WiFi pripája na ambient systému buď v domácnosti alebo v zamestnaní. 8 2.2 História vývoja História vývoja ambientného systému RUDO sa začína rokom 2000. Podnetom na tento vývoj bola potreba nevidiaceho človeka v zmysle bezpečnosti oddeliť známe prichádzajúce osoby od neznámych. Prvá verzia obsahovala preto taxonomický systém s detektormi pohybu, ktorý pracoval na princípe vyhodnocovania pomocou neurónovej siete. O tomto riešení bol v roku 2002 publikovaný článok v domácej vedeckej tlači. Ukázalo sa, že takýto domáci asistent je veľmi zaujímavý a pre nevidiaceho človeka využiteľný aj v iných oblastiach. V druhej verzii bol k systému RUDO cez sériové rozhranie pripojený digitálny multimeter, pre prácu v oblasti odbornej informatiky a elektroniky. V bytovom reproduktore RUDO čítal pomocou vyhlasovacieho systému nastavené elektrotechnické veličiny, rozsahy a merané hodnoty. V tejto verzii bol zároveň implementovaný audiosystém, ktorý nevidiacemu pomáhal pri dohľade nad deťmi v exteriéri. Prvé dve verzie pracovali na operačnej platforme 32-bitového operačného systému FreeDOS. V roku 2005 sa začal vývoj tretej verzie s vlastným syntetizérom "text to speech" pre operačnú platformu Linux Debian. Tretia verzia bola dokončená v roku 2010, pracovala pod OS Linux, mala navyše slovenský syntetizér GOBLIN, softvérové vybavenie na spracovanie textov pre nevidiacich a ovládač pre klávesnicu, ktorý umožňoval písanie v Braillovom písme pre nevidiacich. Prvé tri verzie systému RUDO neboli ako celok publikované. Publikované boli len vybrané časti v slovenskej a českej vedeckej tlači. RUDO sa ukázal ako veľký pomocník a v súvislosti s rozvíjajúcimi sa systémami domácej automatizácie sa otvorili ďalšie možnosti. V roku 2016 bol ukončený vývoj štvrtej verzie systému RUDO, ktorá obsahovala navyše automatizáciu vykurovania, zónovú reguláciu a rozvinutejšie softvérové podporné prostriedky pre nevidiacich. Stručné predstavenie tejto novej verzie bolo v roku 2016 prezentované v českej vedeckej tlači. Verzia 4 bola v roku 2017 obsiahle prezentovaná v anglickom jazyku Švajčiarskym vydavateľstvom MDPI v časopise Sensors, článok je dostupný na medzinárodných vedeckých portáloch Web of science a SCOPUS. Prototyp ambientného systému RUDO je v súčasnosti testovaný už vo svojej piatej verzii. Táto verzia obsahuje nové komponenty a služby zamerané na starostlivosť o nemocných a starých ľudí a rozvinutejší systém rozpoznávania scén v interiéri a exteriéri so zameraním pre nevidiacich ľudí. Systém rozpoznávania scén nahrádza nevidiacemu očný kontakt v interiéri a pohľad z okna s účelom získania informácie o aktuálnom počasí. Ďalej táto verzia obsahuje nové jednotné používateľské rozhranie HANIBAL, ktoré je možné nainštalovať spolu s vybranými službami aj oddelene na počítač mimo ambientu inteligentnej budovy. V takomto oddelenom režime pracuje systém RUDO ako bežný asistenčný softvér pre nevidiacich. Systém rozpoznávania interiérových a exteriérových scén bol v roku 2018 predstavený v angličtine v Newyorkskom vydavateľstve ACM, článok je dostupný na medzinárodných portáloch Web of science a SCOPUS. Piata, súčasná verzia umožňuje pripojenie multimetra alebo osciloskopu k systému RUDO pomocou sériového rozhrania USB. Je možné pripojiť ich na domový server pomocou konektoru na pracovnom 9 stole alebo aj na ktorúkoľvek pracovnú počítačovú stanicu. S pripojením na notebook vytvárajú pre nevidiaceho mobilné zariadenie, ktoré umožňuje meranie hodnôt elektrotechnických veličín na profesionálnej úrovni. Multimeter alebo osciloskop je od počítača pritom galvanicky oddelený pomocou špeciálneho kábla s optočlenmi. V prípade pripojenia osciloskopu ambientný systém realizuje rozpoznávanie kriviek meraného elektrického signálu. Nevidiacemu ich interpretuje pomocou umelo produkovanej reči. Automatizovaná asistencia nevidiacim pri odbornej práci v oblasti elektrotechniky bola v roku 2019 prezentovaná v českej vedeckej tlači. V ďalšej časti budú upresnené ciele vývoja ambientných systémov pre nevidiacich. Budú prezentované metodiky vývoja a dokazovania, na základe ktorých je možné vývoj konkrétneho prototypu ambientného systému využiť ako model pre ďalší vývoj na inom mieste na zemi alebo ako model pre priemyselnú výrobu ambientných systémov pre nevidiacich ľudí. 10 11 3 Význam výskumu, metodiky dokazovania Pri zavádzaní úplne nových technológií a spôsobov ich využitia prirodzene vznikajú otázky, ktoré sú inšpirované počiatočnou nedôverou ku vznikajúcim novinkám. Preto aj pri vývoji ambientných systémov pre nevidiacich si môže čitateľ klásť nižšie uvedené otázky: a) Aký dlhý čas prejde, kým sa testovaný model zavedie do priemyselnej, hromadnej výroby? b) Nedá sa takýto vývoj využiť ihneď aj pre širšiu komunitu nevidiacich? c) Nemá takýto vývoj význam len pre jediného nevidiaceho, ktorý sa vývoja zúčastňuje pri testovaní prototypu? Pri prvej otázke je potrebné uvedomiť si, aká je podstata vedeckého výskumu. Veda dokazuje, že sa skúmaná technológia vyrobiť dá a že má zmysel vyrábať ju. Veda však nemá k dispozícii riadiace mechanizmy, na základe ktorých by mohla zorganizovať priemyselnú výrobu. Avšak ak by vedecký výskum neprebehol, dalo by sa spochybňovať nasadenie nových technológií do výroby. Preto je fáza vedeckého výskumu veľmi dôležitá, v rámci nej dokazujeme, že ambientné systémy môžu pomáhať aj nevidiacim ľuďom a predstavujeme konkrétne technológie, ktoré takúto asistenciu realizujú. V tomto článku budú zodpovedané všetky tri otázky týkajúce sa vývoja automatizovanej asistencie pri bývaní a pri výkone práce v zamestnaní. 3.1 Ciele výskumu Na začiatku vývoja ambientného systému pre nevidiacich ľudí boli stanovené nižšie uvedené ciele: 1. Súčasťou výskumu musí byť sekundárny softvérový produkt, ktorý môže byť využiteľný ihneď ako bežná asistenčná technológia pre nevidiacich. 2. Softvérový produkt a výsledky výskumu nesmú byť licenčne obmedzené, musia byť dostupné na internete a bezplatne kopírovateľné. 3. Ambientný systém musí asistovať nevidiacemu nielen v domácnosti, ale aj v zamestnaní. 4. Ambientný systém musí obsahovať mobilné zariadenia, ako napríklad notebook, tablet alebo mobilný telefón, ktoré budú vybavené špeciálnym softvérom. Mobilné zariadenia budú môcť pracovať aj samostatne, pri kontakte s ambientom inteligentnej budovy sa pripoja na domový server a ponúknu rozšírené možnosti asistencie. 5. Súčasťou služieb ambientu musia byť zložky, ktoré umožnia úsporu energií pri vykurovaní a ohreve vody (v súčasnej dobe sa úspora energií radí medzi asistenčné zložky podporujúce zdravotne hendikepovaných ľudí). 6. Ďalšie súčasti služieb ambientu majú byť: 12 a) asistencia pri používaní digitálneho multimetra, b) asistencia pri používaní osciloskopu, c} vytvorenie unifikovaného používateľského rozhrania, d) asistencia pri dohľade nad malými deťmi, e) rozpoznávanie interiérových scén, ich komentovanie, f) rozpoznávanie exteriérových scén, ich komentovanie, g) asistenčný softvér na PC so syntetizérom, kompatibilný so systémom ambientu inteligentnej budovy, h) asistenčný softvér podporujúci prácu v oblasti odbornej informatiky a elektrotechniky. 3.2 Porovnanie metodík dokazovania Na tomto mieste je potrebné poukázať na isté špecifiká tohoto výskumu, ktoré zabránili pristúpiť k využitiu metodiky kvantitatívneho vyhodnocovania účelnosti výskumu. Pri kvantitatívnom spôsobe vyhodnocovania účelnosti je potrebné naverbovať skupinu nevidiacich ľudí, s ktorou sa vykoná testovanie navrhovaného systému, ktoré sa v závere vyhodnotí. Aby mohlo byť takéto testovanie korektné, v našom prípade by sa vyžadovalo, aby naverbovaní nevidiaci boli ochotní presťahovať sa do inteligentných budov aj s rodinami, aby mali pri testovaní niektorých zložiek systému primerané vzdelanie a aby aj ich zamestnávateľ nainštaloval v priestoroch výkonu ich zamestnania ambientný systém. Je zjavné, že je takéto testovanie technicky a sociálne veľmi náročné. Náklady vynaložené na takto ponímaný výskum presahujú výrazným spôsobom akokoľvek ponímanú mieru účelnosti. Kvantitatívne testovanie sme preto nahradili testovaním s využitím metodiky kognitívneho priechodu a heuristického vyhodnocovania. Ide o metodiky, ktoré využívajú uvedomovanie si postupnosti krokov, ktoré smerujú k správnemu riešeniu a ktoré môžu využiť neskôr aj ďalší používatelia. Zároveň ide o využitie štandardov, ktoré sú už odskúšané a technicky je možné prenášať ich aj na systémy vyrábané na iných miestach a pre ďalších ľudí. Tento prístup sa v súčasnosti využíva pri vývoji, ktorého medziproduktom je príslušný prototyp navrhovaného systému. Heuristické vyhodnocovanie a metodiky kognitívneho priechodu sú intenzívne využívané v oblasti riešenia zdravotných hendikepov, do ktorej spadá aj automatizovaná asistencia pri bývaní a pri výkone práce v zamestnaní pre nevidiacich ľudí. 3.3 Návrhový typ výskumu Výskum a vývoj ambientných systémov spadá medzi inžinierske prístupy a vývoj umelých technických artefaktov. S týmto účelom sa využíva návrhový typ výskumu. Návrhový typ výskumu má typicky iteratívny charakter, pozostávajúci z inžinierskeho cyklu, ktorý sa pri vývoji a kontinuálnom vylepšovaní opakuje. Tento cyklus má zväčša štyri základné fázy: - identifikácia a definícia problému, - návrh riešenia, 13 - vývoj, - overenie. Cieľom tohoto typu výskumu je predstavenie obecného návrhu riešenia vymedzeného problému, ktorý je využiteľný aj za ďalších obdobných podmienok. Sekundárnym výsledkom je inštancia riešenia napr. vo forme prototypu, ktorý je nainštalovaný v praxi a slúži na vyhodnocovanie účelnosti navrhnutého riešenia. 3.4 Metodika kvalitatívneho vyhodnocovania účelnosti Výzkum a vývoj ambientného systému RUDO má návrhový charakter, na vyhodnocovanie navrhnutého riešenia využíva kvalitatívny prístup hodnotenia situovaného artefaktu. Na vyhodnocovanie účelnosti riešenia bola preto zvolená metodika kognitívneho priechodu a pre tento účel navrhnuté heuristiky. Ďalej bude opísaný priebeh jednej iterácie vyhodnocovania účelnosti výskumu, ktorý sa používa pri vývoji ambientného systému pre nevidiacich. Poslednú časť - overenie - pritom rozdelíme na tri časti, čím chceme poukázať na dôležité špecifiká, ktoré vyplývajú z overovania vedeckej činnosti: 1. identifikácia a definícia problému, 2. návrh riešenia, 3. vývoj, 4. overenie: a) hodnotenie funkčnosti prototypu, b) hodnotenie kvality prototypu, c) vedecké kvalitatívne hodnotenie účelnosti: - metodika kognitívneho priechodu, - časová analýza činnosti, - heuristické hodnotenie. Po tomto zhodnotení sa uzatvára jedna iterácia výskumu, ktorá poukazuje na vhodnosť alebo nevhodnosť riešenia danej verzie asistenčného systému aj pre ďalších nevidiacich na iných pracoviskách. 3.5 Kognitívny priechod a heuristiky Kvalitatívne hodnotenie účelnosti výskumu 4/c sme rozdelili do troch rovín, v ktorých budeme ambientný systém vyhodnocovať. Prvým prístupom je kognitívny priechod, metodika orientovaná na úlohy, schopná identifikovať problémy prostredníctvom akčných sekvencií potrebných na vyriešenie zadania. Druhým prístupom je analýza činnosti, ktorá predpovedá čas, ktorý by kvalifikovaný používateľ potreboval na vyriešenie zadania. Tretí prístup je heuristické hodnotenie, ktoré má tendenciu identifikovať problémy založené na uznávaných normách a konvenciách. Výsledky kvalitatívneho vyhodnocovania sú založené na argumentácii z relevantných teórií kognitívnej psychológie a princípov dizajnu orientovaných na používateľa. Z nich vyplýva, 14 že hodnotenie používateľského rozhrania a funkčnosti systémov bez skutočných používateľov je užitočným nástrojom pri poskytovaní rýchleho výstupu pre následné vylepšenia. Na základe predstavenej metodiky vedeckého dokazovania sa odbornej svetovej komunite predstavuje asistenčná technológia pre nevidiacich. Týmto je dokázaná jej účelnosť a opodstatnenie aj pri priemyselnej výrobe. V ďalšej časti bude prezentovaná časť ambientného systému RUDO, ktorá sa volá Systém ROWS. Systém ROWS je bezplatne dostupný na internete a nevidiaci si ho môžu nainštalovať na počítač s operačným systémom LINUX DEBIAN. 15 4 Systém ROWS, praktický význam projektu Typ výskumu ambientných systémov pre nevidiacich je návrhový. Podrobnejšie bol opísaný v predchádzajúcej časti. Sekundárnym produktom návrhového typu výskumu je inštancia riešenia vo forme funkčného prototypu. Prototyp ambientného systému pre nevidiacich, ktorý je vyvíjaný na Fakulte prírodných vied UMB v Banskej Bystrici sa nazýva RUDO a má dve dôležité zložky: 1. ambientná zložka systému RUDO, 2. mobilná zložka systému RUDO, ktorá sa nazýva systém ROWS. Ambientná zložka je nainštalovaná v inteligentnej budove, je teda súčasťou stavby a nie je možné prenášať ju alebo využiť na inom mieste. Mobilná zložka - systém ROWS - je softvérový balík, ktorý vytvorí z počítača pomôcku pre nevidiacich. Počítač vybavený týmto softvérom sa môže pripájať na ambientnú zložku systému RUDO, ale môže pracovať aj samostatne mimo inteligentnej budovy. Inými slovami je systém ROWS inštalovateľný na akýkoľvek počítač s operačným systémom LINUX DEBIAN. Nevidiaci človek si môže tento balík bezplatne skopírovať z internetu zo stránky: www.systemrows.eu/softverove-baliky/ Po inštalácii sa z počítača vytvorí kompenzačná pomôcka pre nevidiacich, ktorá ale pracuje principiálne inak, ako známe syntetizéry pre nevidiacich pre WINDOWS alebo LINUX. 4.1 Základné princípy obsluhy systému ROWS Najrozšírenejšie syntetizéry pre nevidiacich pre WINDOWS alebo LINUX čítajú informácie zo štandardných grafických používateľských rozhraní. Cieľom je nezmeniť štandardný používateľský dizajn a zároveň nájsť techniky, ako informácie sprostredkovať nevidiacim. V súčasnosti sa vyrába dosť veľa grafických používateľských rozhraní, a preto vzniká prirodzená otázka: Prečo nevyrobiť také používateľské rozhranie, ktoré bude šité nevidiacemu používateľovi na mieru? Pri vývoji systému ROWS bol kladený dôraz nielen na to, aby nevidiaci mohol pracovať s počítačom, ale aby s ním pracoval čo najrýchlejšie. Rýchlosť práce je pre nevidiaceho veľmi dôležitá, ak chce konkurovať vidiacim ľuďom na trhu práce. Preto bolo vytvorené semigrafické používateľské prostredie HANIBAL. Pri jeho používaní nevidiaci človek nepríde do kontaktu s grafickými ovládacími prvkami. Okno v prostredí HANIBAL má v ľavej časti menu s položkami pod sebou, z ktorého si používateľ volí príslušnú zložku. V pravej časti okna je vždy popis funkcií položiek daného menu. Dôležitou vlastnosťou okien v prostredí HANIBAL je, že sú zobrazované vždy v textovom režime. Nevidiaci človek pracuje s textovými informáciami najrýchlejšie. 16 4.2 Používateľské prostredie HANIBAL Pri používaní bežných grafických prostredí nevidiaceho človeka často mätie množstvo ponúkaných funkcií. V prostredí HANIBAL si môže nevidiaci používateľ nepoužívané funkcie zrušiť alebo ich zaradiť do iných okien. Môže si samostatne vytvoriť svoju štruktúru okien, kde napríklad v prvom okne budú ponúkané najčastejšie používané funkcie. Zvyšné funkcie sa otvoria až po voľbe napríklad "rozšírená ponuka". Nevidiaci si môže štruktúru okien nadefinovať pomocou textovej definície v textovom editore. Ak nie je pri práci s počítačom natoľko zručný, aby sa k tomu odvážil, štruktúru okien mu môže vytvoriť technik pri inštalácii počítača podľa predstáv nevidiaceho používateľa. Používateľské prostredie HANIBAL takto ponúka komfort a zložitosť plnej obsluhy počítača. Zároveň ale umožňuje aj zjednodušenú prácu s počítačom, pri ktorej sa počítač podobá na "Braille'n Speak", ktorý ale disponuje komfortom moderného operačného systému. Ak nevidiaci človek postupne nadobúda nové zručnosti, môže si do používateľského prostredia priradiť ďalšie funkcie. Cieľom tohoto vývoja bolo aj to, aby počítač neodrádzal od práce menej zručných nevidiacich používateľov a zároveň aby nekládol prekážky vyspelejším používateľom. 4.3 Súčasti systému ROWS V prostredí HANIBAL môže nevidiaci používateľ využiť všetky štandardné služby moderného operačného systému LINUX DEBIAN. Systém ROWS však obsahuje ďalšie podporné softvérové prostriedky, ktoré boli naprogramované špeciálne pre nevidiacich: 1. V unifikovanom textovom editore nevidiaci spracúva texty a pripravuje všetky definície, ktoré vyžaduje systém ROWS. 2. Textový editor obsahuje kontrolu pravopisu a anglicko-slovenský slovník. 3. Súčasťou ROWS je enciklopedický slovník, synonymický slovník, anglicko-slovenský slovník a nemecko-slovenský slovník. 4. ROWS podporuje HP-tlačiarne a skenery, obsahuje OCR systém s konverziou do textového formátu. 5. Obsahuje prehrávač zvukových nahrávok, ktorý spolu s internetovými prehliadačmi vytvára možnosť získavania zvukových kníh cez internet z Levočskej alebo Pražskej knižnice pre nevidiacich. 6. Obsahuje syntetizér GOBLIN s možnosťou vlastnej definície výslovnosti niektorých slov. 7. Obsahuje softvér podporujúci nevidiaceho pri práci s multimetrom UT61E a s osciloskopom UT81C. 8. Obsahuje jednoduchý hypertextový jazyk používaný na vytváranie dokumentov vo vzhľadovo atraktívnom grafickom formáte bez toho, aby nevidiaci prišiel do kontaktu s grafickými prvkami. 9. Obsahuje programovateľnú kalkulačku, pracujúcu v textovom 17 režime, ktorá má k dispozícii predprogramovanú aritmetiku základných a stredných škôl. 10. Obsahuje prostredie pre výučbu programovania a softvérové asistenčné technológie, podporujúce nevidiaceho aj pri programovaní na profesionálnej úrovni. Na internete je bezplatne poskytovaná učebnica, napísaná v rámci tohoto projektu, na stránke: www.systemrows.eu/publikacie/ 11. Obsahuje napaľovací softvér na CD a DVD. 12. Obsahuje konvertory formátov ako: pdf, rtf, doc, docx, txt, odt a podobne. 13. Súčasťou je kalendár, hodiny a záznamník s preddefinovanými menami slovenského, českého, katolíckeho a evanjelického kalendára. 14. Systém poskytuje možnosť čítania Biblie v slovenskom a českom jazyku. 15. Obsahuje program na konverziu pôvodného bankového čísla na IBAN a naopak. 16. Obsahuje program na porovnanie svietivosti klasických žiaroviek, halogénnych, žiariviek a LED žiaroviek. 17. Obsahuje program na výpočet dátumu Veľkonočnej nedele pre daný rok. 18. Obsahuje systém predpovede počasia pre danú lokalitu. 19. Obsahuje konvertor formátu audio CD na štandardný počítačový formát wav alebo mp3 a konvertory medzi týmito formátmi. 20. Obsahuje skenovací softvér s podporou formátov A4, A5 v odtieňoch šedej alebo plno farebne a možnosť skenovania fotiek s vysokým rozlíšením. Zaujímavým praktickým úspechom pri používaní prostredia HANIBAL bolo, keď za nevidiacim používateľom prichádzali vidiaci ľudia so žiadosťami, či by im napríklad nezoskenoval jeden dokument alebo fotku a neposlal mailom. Úspech spočíva v tom, že nevidiaci človek sa takto stáva potrebnejším pre svoje okolie a nevyžaduje pomoc len sám. 4.4 Práca na príkazovom riadku Poslednou zmienenou vlastnosťou systému ROWS je asistencia pri práci na príkazovom riadku. Tento systém má podporovať nevidiaceho človeka aj v oblasti odbornej informatiky, pri ktorej sa práca na systémovej textovej konzole operačného systému LINUX vyžaduje. Príkazový riadok je čítaný syntetizérom, ktorý ponúka ovládacie prvky na určenie textu, ktorý sa má čítať. Dôležitou asistenčnou zložkou pri takejto práci je navrhnutá skupina predprogramovaných skriptov, ktoré je možné zadávať ako príkazy operačného systému. Mená skriptov sú pritom krátke a majú len málo parametrov. Pomocou príkazu "pomoc" si môže používateľ prečítať stručný manuál používania skriptov. 4.5 Združené prijímanie informácií Na záver tejto časti je potrebné zmieniť sa ešte o jednej veľmi dôležitej vlastnosti systému ROWS. Tento systém dokáže pracovať so 18 syntetizérom a Braillovým riadkom súčasne. Keď si nevidiaci človek navykne na paralelnú prácu s riadkom a syntetizérom, zistí, že sa jeho pracovný výkon minimálne zdvojnásobí. Niektoré informácie je totiž rýchlejšie a ľahšie získavať pomocou sluchu cez syntetizér, niektoré zase cez Braillov riadok pomocou hmatu. Po niekoľkých mesiacoch takejto združenej práce si nevidiaci uvedomí, že začína tieto dve periférie vnímať súčasne, čo v zmysle rýchlosti veľmi ovplyvní jeho výkon a stáva sa tak konkurencie schopnejším na trhu práce. V ďalšej časti bude predstavená zložka ambientného systému RUDO, ktorá nevidiacim ľuďom automatizovane asistuje pri práci v oblasti elektrotechniky. Je naprogramovaná tak, aby mohla byť použitá priamo pod systémom ROWS napríklad na notebooku. Takto je vytvorená mobilná pomôcka pre nevidiacich, používaná na meranie elektrotechnických veličín. 19 5 Automatická asistencia v oblasti elektrotechniky Zložka systému, ktorá asistuje nevidiacemu človeku pri práci v oblasti elektrotechniky je naprogramovaná takým spôsobom, aby bola použiteľná v rámci inteligentnej budovy s možnosťou pripojenia multimetra alebo osciloskopu priamo na pracovnom stole. Automatizovaná asistencia je ale zároveň k dispozícii aj pri použití mobilnej počítačovej stanice mimo inteligentnej budovy. Nevidiaci vývojár si v takomto prípade môže pripojiť svoje meracie zariadenie napríklad na notebook, ktorý môže preniesť na požadované miesto merania. V prvom prípade je kladený dôraz na to, aby sa na pracovnom stole nenachádzal počítač, ktorý je mechanicky zraniteľný a zaberá na stole pomerne veľa miesta. V druhom prípade je dôraz kladený predovšetkým na mobilitu meracej techniky. 5.1 Schopnosť nevidiacich zaoberať sa elektrotechnikou Podpora pri praktickej - konštrukčnej práci zrakovo hendikepovaného človeka v oblasti elektrotechniky môže vyvolať diskusiu o schopnosti nevidiacich takúto podporu efektívne využiť. Preto sa v tejto podkapitole zameriame aj na stručný opis konštrukčnej stránky navrhovania a zapájania obvodov nevidiacim človekom. Zámerom je, aby mohli byť zvládnuteľné riešenia v oblasti vývoja na akademickej pôde, pri ktorých softvérová zložka systémov súvisí a nadväzuje aj na špeciálne vyvíjaný hardvér. Nevidiaci ľudia majú dobre vycvičený hmat, bežne dokážu napr. vovliecť niť do ucha ihly alebo rozuzliť zahrčkanú zlatú retiazku. Nie je teda problémom nahmatať kontakty rezistorov, kondenzátorov, tranzistorov, diód a podobne a zatlačiť ich do kontaktu malej skrutkovacej svorkovnice. Do takýchto svorkovníc môže nevidiaci navrhnúť a zapojiť aj pomerne zložité obvody. Hardvérové elektrotechnické zariadenia prototypu ambientného systému pre nevidiacich, sú zapojené nevidiacim človekom práve takýmto spôsobom. Hardvérové úpravy kovových alebo plastových súčastí vykonal nevidiaci pomocou kovových makiet/príložníkov, na základe ktorých mohol navŕtať otvory pravidelne a symetricky. Pri zapájaní elektrotechniky bola použitá asistencia ambientného systému pre nevidiacich, ku ktorému bol pripojený multimeter. Merané údaje boli sprostredkované pomocou umelo produkovanej reči. Pri praktickej konštrukcii obvodov sú súčiastky zapájané do miniatúrnych skrutkovacích svorkovníc, ktoré sú bežne dostupné v predajniach elektrotechniky. Keďže sa jedná o návrh prototypu a vývoj, nie je požadovaná maximálna miniaturizácia výrobku, ako pri komerčnej sériovej výrobe. Stabilita elektrotechnických výrobkov na skrutkovacích svorkovniciach je pritom veľmi dobrá. Viacero testovaných výrobkov fungovalo bez poruchy viac ako desať rokov. Preto bol aj prototyp ambientného systému riešený týmto spôsobom, napriek tomu, že vykonáva funkcie, ktoré vyžadujú spoľahlivosť, ako napr. 20 automatizácia vykurovania a zónová regulácia. Na súčasnom trhu sa ponúkajú vstupno/výstupné zariadenia, ktoré majú na malej plošnej doske prispájkovaný konektor sieťového počítačového pripojenia, integrované obvody a ďalšie elektrotechnické prvky, ale tiež malé skrutkovacie svorkovnice, na ktoré sa pripájajú ďalšie vyvíjané obvody. Tieto zariadenia sú pre nevidiacich opäť bez problémov použiteľné. V stručnosti sme si vysvetlili spôsob práce nevidiaceho človeka pri praktickej konštrukcii elektrotechnických obvodov. Popri tom môže nevidiaci píliť, vŕtať diery, merať a vykonávať ďalšie technické požiadavky spojené s takouto prácou bez ohrozenia svojho zdravia. Je zjavné, že opisujeme prácu so slaboprúdovými zariadeniami, pri ktorých nehrozí úraz elektrickým prúdom. Za špeciálnych podmienok, keď má nevidiaci k dispozícii izolačné vodítka, môže pracovať aj s vyšším napätím, aké je napr. v rozvode elektrickej siete. Pri práci s elektrotechnikou je nutnou zložkou vývoja alebo opráv meranie hodnôt elektrotechnických veličín. Aby mohol byť nevidiaci samostatný aj v tejto oblasti boli do prototypu ambientného systému zakomponované softvérové moduly čítania displeja multimetra a automatizovaného popisu kriviek osciloskopu pomocou umelo produkovanej reči. Ak sa multimeter alebo osciloskop pripojí cez sériovú linku USB do konektoru, ktorý je súčasťou pracovného stola, ambientný systém v príslušnom bytovom reproduktore, ktorý je umiestnený v blízkosti, automaticky začne nevidiacemu čítať namerané hodnoty alebo opisovať priebeh elektrického signálu. 5.2 Dôraz pri výskume Ťažiskom nášho výskumu v tejto oblasti bol návrh hlasového rozhrania pre multimetre a návrh opisovacej techniky kriviek osciloskopu pomocou syntetickej reči. Popis priebehu elektrického signálu musí byť pomerne krátky, zároveň však výstižný s dostatočným popisom priebehu, deformít alebo porúch. Softvérový modul, ktorý realizuje tento popis musí navyše umožňovať rozširovanie rozpoznávacích algoritmov, aby mohol nevidiaci v prípade potreby doprogramovať rozpoznávanie ďalších špecifík, ktoré vyžaduje jeho výskum. Pri používaní meracej techniky akou je multimeter alebo osciloskop nevidiacim človekom je potrebné uvedomiť si, že sa nejedná len o zber dát z displeja. Tieto zariadenia majú viacero ovládacích prvkov, ako je prepínač meraných veličín a rozličné tlačidlá Automatizovaná asistencia pri používaní týchto zariadení nemá význam, ak je zároveň potrebná ešte aj asistencia vidiaceho človeka, ktorý by musel na zariadení naklikať potrebné nastavenia pre dané meranie. Automatizovaná asistencia pri meraní elektrotechnických údajov musí preto obsahovať štyri dôležité komponenty: 1. automatizované rozpoznanie pripojeného (cez USB) meracieho zariadenia, identifikácia jeho vypnutia alebo zapnutia, možnosť pozastavenia merania priamo na meracom zariadení, oznamovanie o týchto udalostiach pomocou umelo produkovanej reči, 2. presný popis stavu prepínača a tlačidiel formou umelo 21 produkovanej reči pri akejkoľvek zmene nastavenia meracieho zariadenia, 3. odovzdávanie nameraných údajov pomocou umelo produkovanej reči spolu s čítaním zvoleného rozmeru meranej veličiny (napr. V - Volt, mV, A - Ampér, mA), 4. rozpoznávanie grafických informácií (kriviek na osciloskope) a ich interpretácia pomocou umelo produkovanej reči. 5.3 Práca nevidiaceho s multimetrom Ambientný systém testuje porty USB v pravidelných časových intervaloch 0.5 sekundy. Ak sa na USB port pripojí kábel s galvanickým oddeľovačom, ktorý je identifikovaný ako zariadenie na pripájanie meracej techniky. Ambientný systém pomocou syntetickej reči nevidiacemu ohlási svoju pripravenosť na asistenciu pri meraní elektrotechnických údajov. Po pripojení multimetra resp. osciloskopu a jeho zapnutí sa oznámi: "Multimeter zapnutý." resp. "Osciloskop zapnutý." Podobne po odpojení alebo vypnutí meracích zariadení je o udalosti nevidiaci hlasovo informovaný. Pri zmene nameranej hodnoty sa nevidiacemu odovzdáva nový hlasový údaj spolu so zvoleným rozmerom meranej veličiny. Pretože sa niektoré merané hodnoty neustále menia, ambientný systém reaguje na tlačidlo pozastavenia merania, ktoré býva umiestnené na väčšine multimetrov. Oznámi pozastavenie merania a poslednú nameranú hodnotu. Takto sa nevidiaci používateľ vyhne rušivým hlasovým informáciám bez toho, aby sa musel vzdialiť od svojho pracovného miesta. Opätovným stlačením tlačidla pozastavenia merania sa v meraní pokračuje. Dôležitým asistenčným prvkom pri meraní je systém informovania o stavoch ovládacích prvkov na meracom zariadení. Aby nedochádzalo k množstvu rušivých hlasom prenášaných údajov, správa o stave zariadenia sa odovzdá vždy len po zmene tohoto stavu. Predpokladá sa, že si ju nevidiaci zapamätá. Napomáha mu pritom aj čítaný rozmer meranej veličiny a jednotky, v ktorých je veličina meraná. Rozmerom veličín rozumieme predpony mikro, mili, kilo, mega a podobne. Ak sa teda prepne meraná veličina na prepínači, ambientný systém prečíta najskôr zvolenú veličinu a až potom spustí hlasové odovzdávanie zberu meraných údajov. Ak sa použije tlačidlo, ktoré zapína relatívne meranie voči už existujúcej hodnote, ambientný systém po každom prečítaní údaja na záver upozorní slovom "relatívne". Podobne pri automatickom rozpoznávaní rozmeru veličiny dodáva slovo "automat". Umelo produkované hlásenia ambientného systému sú navrhované tak, aby výstižne a jednoznačne odovzdávali potrebnú informáciu a aby zároveň neboli rušivé nadmerným alebo zdĺhavým rozprávaním. 5.4 Práca nevidiaceho s osciloskopom Osciloskop sa pripája k ambientnému systému rovnako ako multimeter opísaný v predchádzajúcej kapitole. Aj pri osciloskope sa vyžaduje asistencia pri nastavovaní prepínačov alebo tlačidiel, 22 ktorá funguje opäť identicky, ale s tým, že pri osciloskope je ovládacích prvkov viac. Ak ide o kombináciu multimetra s osciloskopom v jednom zariadení, je potrebné dané zariadenie prepnúť do režimu osciloskopu alebo multimetra, o čom musí ambientný systém nevidiaceho opäť hlasovo informovať. Dôležitou pripomienkou, pri obsluhe osciloskopu je, že sa musí jednať o meracie zariadenie, ktoré umožňuje automatické nastavenie zobrazovacích hodnôt krivky na displeji, pomocou ktorých sa nastavuje zväčšenie krivky, umiestnenie na displeji, hustota periód a podobne. Vidiaci elektrotechnik má totiž možnosť nastavovania týchto hodnôt aj manuálne tak, aby videl požadovaný úsek krivky zreteľne. Manuálne nastavovanie zobrazovacích hodnôt však vyžaduje zrakovú spätnú väzbu, ktorú nevidiaci nemá. Pri automatickej kalibrácii zobrazovania krivky si meracie zariadenie nastaví požadované parametre tak, aby sa krivka na displeji zobrazovala správne. Ambientnému systému potom cez sériové rozhranie USB odovzdá grafický raster krivky - teda obraz krivky z displeja. Ambientný systém má za úlohu vygenerovať jej popis pomocou rozpoznávacích algoritmov, ktoré v grafickom rastri špecifikujú krivku a vygenerujú jej popis pomocou umelo produkovanej reči. Pri stlačení tlačidla automatickej kalibrácie zobrazovania na osciloskope ambientný systém informuje, že je pripravený opisovať sledovaný signál a aktivuje rozpoznávací algoritmus. Tento algoritmus je možné vyjadriť v piatich krokoch: 1. základné triedenie: a) nulový signál (vodorovná čiara), b) šum, c) neperiodický signál, d) periodický signál (tento sa ďalej rozpoznáva), 2. ak je signál periodický hľadá sa: a) sínus, b) obdĺžnik, c) píla, 3. ak sa nenašli 2/a, 2/b, 2/c, hľadanie deformít: a) deformita sínusu s popisom kvadrantov, b) deformita obdĺžnika s popisom kvadrantov, c) deformita píly s popisom kvadrantov, 4. ak sa nenašli deformity, hľadanie porúch a špeciálnych typov signálov: a) kladná/záporná polvlna sínusu/obdĺžnika/píly, b) kladný/záporný pulzujúci sínus, 5. prístupový bod rozšírenia v prípade nerozpoznania. Na začiatku hlásenia je hlasovo špecifikované základné rozlišovanie krivky podľa prvého kroku algoritmu. V prípade periodického signálu sa špecifikuje frekvencia a výška amplitúdy vo voltoch. V prípade periodického signálu sa uvedie typ krivky alebo podobnosť ku typu kriviek - sínus, obdĺžnik a píla, za ktorým sa prečítajú dve čísla: 1. pomer fáz v perióde, 2. pomer amplitúd v perióde. Na základe týchto údajov má nevidiaci vytvorenú základnú predstavu o prebiehajúcom signále. Ak sú v signále deformity voči 23 trom uvedeným krivkám, sú navyše tieto deformity opísané pre dané kvadranty v perióde napr.: 1. kladná stredná deformita v prvom kvadrante, 2. záporná väčšia deformita v treťom kvadrante. Výraz kladná/záporná vyjadruje smer deformity voči klasickému signálu sínusu, obdĺžniku a píly. Výraz menšia/stredná/väčšia vyjadruje tri odhadované veľkosti odchyliek. Čísla kvadrantov poukazujú na miesto v perióde, kde k danej odchýlke došlo. V prípade, že sa jedná o periodický signál, ktorý nie je možné pripodobniť k signálom sínus, obdĺžnik a píla, po vyjadrení frekvencie nasleduje popis konkrétneho špecifikovaného signálu. V súčasnosti má ambientný systém päť ďalších preddefinovaných signálov na rozpoznávanie, pričom umožňuje v tomto bode rozširovanie rozpoznávacieho algoritmu podľa toho s akými signálmi nevidiaci chce pracovať a ktoré chce mať automaticky opisované. 5.5 Asistencia pri identifikácii komponentov Nevidiaci, ktorý pracuje s elektrotechnickými komponentami, má tieto súčiastky uložené v malých zásuvkách označených Braillovým, bodovým písmom. Výber jednotlivých rezistorov, kondenzátorov a podobne je potom rýchly a jednoduchý. Napriek tomu v reálnej praxi nastávajú situácie, že pri vývoji elektrotechnických obvodov vznikne na stole malá hromádka takýchto komponentov, pri ktorých nevidiaci nemôže ani zrakom ani hmatom určiť ich hodnoty. V takomto prípade opäť hrozí, že bude musieť potrebovať pomoc vidiaceho človeka, čo by ale znižovalo jeho výkon a tiež kvalitu asistenčnej technológie v príslušnej inteligentnej budove. Priamo sa ponúka využitie multimetra pripojeného k ambientnému systému, ktorý môže odmerať nevidiacemu odpor i kapacitu príslušných komponentov, čím mu umožní spätne ich roztriediť do zásuviek označených bodovým písmom. Na zatrieďovanie diód a Zenerových diód bol k ambientnému systému vytvorený špeciálny hardvér, ktorý sa pripojí k multimetru. Po pripojení diódy na svorky v závernom smere ambientný systém nevidiacemu pomocou umelo produkovanej reči prečíta prierazné napätie alebo Zenerove napätie v prípade Zenerových diód. Pri ostatných komponentoch, si musí nevidiaci pamätať, čo položil na stôl a pokiaľ by sa tvarovo alebo početne mohlo stať, že dôjde k zámene, vyžaduje sa disciplína ukladať takéto komponenty naspäť do označených zásuviek. Je ale potrebné uvedomiť si, že z hľadiska tvaru a početnosti používania sú rezistory, kondenzátory a diódy pre nevidiaceho najkritickejším materiálom. Pri ostatných komponentoch nie je ťažké dodržať disciplínu odkladania alebo si pamätať malý počet komponentov na stole, ktoré sú často navyše aj tvarovo úplne rozlíšiteľné. 5.6 Schémy zapojení obvodov Na záver je ešte potrebné poukázať na to, že keď chce vidiaci 24 vývojár zapojiť príslušné obvody, má ich schematicky znázornené na displeji alebo na papierovej predlohe. Pre nevidiaceho ide o neprístupnú informáciu. V oblasti vývoja si ale nevidiaci príslušnú schému zapojenia navrhuje sám, pričom si ju musí aj pamätať. Pre vidiaceho človeka je takýto prístup zväčša ťažko predstaviteľný. Pre nevidiaceho človeka je pamätanie si vecí základnou zložkou jeho mobility a schopnosti pracovať. Pri nevidiacom človeku sa jeho hendikep nahrádza danosťami, ktoré sú pre vidiacich zväčša neprijateľné. Ak chce nevidiaci sprostredkovať schémy navrhovaných obvodov vidiacim spolupracovníkom, môže to urobiť formou textového popisu schémy zapojení v jednotlivých uzloch. Podobne, ak chce vidiaci sprostredkovať už existujúcu schému nevidiacemu spolupracovníkovi, môže ju prečítať formou zapojení v jednotlivých uzloch. Nevidiaci si ju takto v pamäti vyskladá a na základe tejto predstavy ju môže skonštruovať. V ďalšej časti bude predstavený komponent ambientného systému, ktorý nevidiacemu sprostredkúva informácie o interiérových a exteriérových scénach, čím mu do určitej miery nahrádza očný kontakt alebo pohľad z okna. 25 6 Interiérové a exteriérové scény, priestorový a sociálny kontext Nižšie opisovaný systém rozpoznávania interiérových a exteriérových scén je naviazaný na inteligentnú budovu. Využíva senzory, ktoré sú nainštalované v interiéri a exteriéri. Sú prepojené s domovým serverom. Inými slovami začíname rozprávať o zložkách ambientného systému, ktorý je neprenosný a úzko súvisí s pôdorysmi podlaží inteligentnej budovy. 6.1 Uvedenie do problematiky Väčšina súčasných asistenčných technológií pre nevidiacich kompenzuje ich hendikep v situáciách, ktoré ich dominantným spôsobom vyčleňujú zo spoločnosti. Ide o pomôcky napomáhajúce nevidiacemu čítať, písať, orientovať sa v priestore a podobne. V tomto článku budeme uvažovať o slepote spôsobom, ktorý vedie k vývoju novej a svojim zameraním odlišnej asistenčnej technológie. Zdravý človek vníma fyzický a sociálny priestor pomocou piatich zmyslov. Z toho zrak prenáša 80 až 90 percent prijímaných informácií. Nevidiaci človek je dominantným spôsobom ochudobnený o vnemy, ktoré vytvárajú vnútorné prežívanie, vnímanie fyzického a sociálneho priestoru: - nemôže sa pozrieť z okna, - nemôže sa zahľadieť, čo sa vedľa neho deje, - neuvidí horizont, obraz prírody, - nemôže uvidieť výraz tváre druhého človeka, - nemôže zareagovať na základe očného kontaktu, - nedokáže vnímať reč tela... Na základe slepoty je vnímanie fyzického a sociálneho priestoru veľmi ochudobnené aj napriek tomu, že si nevidiaci človek v niektorých situáciách pomôže svojou abstrakciou alebo lepším vyhodnocovaním sluchových vnemov. Stratou zraku nevidiaci neprichádza len o rozmanitosť vnímania a krásu zážitkov. Niekedy vznikajú nepríjemné situácie hlavne v sociálnej oblasti napríklad: - Na základe očného kontaktu sa vidiaci pozdraví inému človeku, ktorého nevidiaci nevníma, lebo bol doteraz potichu alebo je ďalej, na základe toho pozdravu sa potom nevidiaci odzdraví neznámemu, čo zvyčajne vidiaceho veľmi prekvapí a zaradí si nevidiaceho do kategórie zvláštnych ľudí alebo provokatérov. - Autor ambientného systému je nevidiaci, jeho osobná skúsenosť bola v najkritickejších prípadoch až takáto: Pri svojom štúdiu na matematicko-fyzikálnej fakulte čakal so študentami na chodbe na prednášajúceho. Zhodou okolností bol k prichádzajúcemu prednášajúcemu otočený tvárou a stál mu "provokatívne" uprostred chodby v ceste. Na chodbe bol hluk a prednášajúci mal asi gumené podrážky, takže nebolo počuť, ako prichádza. Tento prednášajúci 26 nevedel, že ide o nevidiaceho študenta, zastal si pred neho a na základe očného kontaktu očakával, že sa mu študent odstupí. Keďže nevidiaci nevedel o tejto scéne interiéru, pokojne "provokatívne" stál v ceste ďalej, tvárou otočený k prichádzajúcemu. Prednášajúci situáciu vyhodnotil ako drzosť, provokáciu a nevidiacemu študentovi hlasno vynadal. S trochou humoru by bolo na mieste vyjadriť potešenie, že uvedený nevidiaci študent od vtedy nezačal trpieť bipolárnou poruchou a ani sa nezačal zajakávať. To hlasné vynadanie prišlo naozaj náhle a zblízka. Sociálnym situáciám v interiéri a exteriéri budeme ďalej hovoriť scény. Tento výraz je prevzatý z oblasti vývoja domácej automatizácie, kde pod pojmom scény rozumieme situácie, na základe ktorých automatizovaný systém niečo zapne, vypne, stlmí a podobne. Pretože v tomto článku chceme predstaviť ambientný systém s asistenciou pre nevidiacich, ktorý rieši podobné situácie, ako boli uvedené vyššie, musíme vnímať udalosti v interiéri a exteriéri ako scény, ktoré sú ambientným systémom vyhodnocované a kategorizované, na základe čoho ambientný systém nevidiacemu človeku nahradí zrak formou generovania notifikačných zvukov a opisovacích hlásení v bytovom reproduktore. Vyššie uvádzané dôsledky slepoty sú v tomto článku kompenzované pomocou ambientného systému s asistenciou zameranou pre nevidiacich ľudí. Kompenzácia je riešená formou rozšíreného vnímania scén v interiéri a exteriéri pomocou sluchu. Generovanie notifikačných zvukov a opisovacích hlásení v súvislosti s podmieneným reflexom a predstavivosťou môžu zaujímavým spôsobom nahrádzať nevidiacemu zrak. Pod notifikačnými zvukmi rozumieme napríklad zvuk rolničky, zvuk hromu a hlásenie o počasí, zvuk bzukotu múch, keď ostali otvorené dvere do exteriéru a podobne. Nevidiaci človek si na daný zvuk privykne a na základe podmieneného reflexu začne "vidieť" situácie, scény, ktoré by mu inak ostali neprístupné. Ukázalo sa, že si notifikačné zvuky ľahko obľúbia aj vidiaci ľudia. 6.2 Zameranie nášho projektu Ambientný systém rieši problematiku asistencie aj formou automatizovaného komentovania a upozorňovania pomocou notifikačných zvukov na nižšie uvedené scény so zameraním na kompenzáciu zraku pri vnímaní fyzického a sociálneho priestoru: - nevidiaci nemôže pozrieť z okna na oblohu, či bude napríklad pršať, neodhadne ako sa obliecť, - nemôže pozrieť z okna, aby vedel kto ide okolo po ulici, - nemôže pozrieť z okna, čo robia deti na dvore, - nemôže pozrieť z okna, či sú napr. pustené vypsy (rušenie, návšteva), - nevidiaci nemôže pohliadnuť, kto prichádza v interiéri, - nemôže na základe očného kontaktu prvý správne zareagovať, - nevidiaci sa nemôže ísť pozrieť, čo sa deje v inej miestnosti bez toho, aby nedochádzalo k verbálnej komunikácii, 27 - na základe pohľadu nemôže riešiť prvý kontakt v oblasti starostlivosti o seniorov alebo nemocných ľudí (aj nevidiaci majú starnúcich rodičov), - pohľad v zmysle prvého kontaktu v interiéri alebo exteriéri rieši aj otázku bezpečnosti. Pri riešení potreby rozšíreného vnímania fyzického a sociálneho priestoru pomocou automatického komentovania a generovania notifikačných zvukov je dôležité uvedomiť si ľudskú danosť podmieneného reflexu v súvislosti s predstavivosťou. Zámerom navrhnutého systému totiž nie je, aby sa nevidiaci človek musel učiť, ktoré zvuky prináležia ktorej scéne. Jednoducho žije v domácnosti alebo pracuje v zamestnaní, kde ambientný systém priradí automaticky k scéne aj jej notifikačný zvuk. Navyše sa zvuk neozve všade, ale len na mieste, kde je nevidiaci človek. Dôležitým prvkom je tiež, že zvuky nie sú časté, dlhotrvajúce a rušivé. Pri zvýšenej aktivite scén pohybu v interiéri sú zvuky potláčané. Informatívnymi sa stávajú len vtedy, keď vzniká v interiéri nová scéna v zásadnom zmysle, o ktorej je potrebné nevidiaceho informovať. 6.3 Súčasná verzia ambientného systému Ambientný systém používa na rozpoznávanie scén senzory pohybu, ktoré sú rozmiestnené na dôležitých miestach v interiéri a exteriéri inteligentnej budovy, ktorá sa využíva na testovanie tohoto systému. Obsahuje databázu notifikačných zvukov najrozličnejšieho typu, ktoré sú vhodne vybrané a priraďované k príslušným rozpoznaným scénam. Ambientný systém v súčasnej verzii rozpoznáva nižšie uvedené scény, ktoré vyžadujú v domácnosti asistenciu nevidiacemu pri vnímaní fyzického a sociálneho priestoru. Pri niektorých z navrhnutých scén je asistencia dôležitejšia, pri iných má doplnkový charakter, ktorý sa týka skôr komfortu pri vnímaní a spestrenia sveta vnemov, v ktorom nevidiaci musí žiť. 1. Notifikačné zvuky interiérových scén pohybu, riešenie priestorového a sociálneho kontextu. Aktivácia nastáva pri pohybe na chodbe, v kuchyni, v pracovni, na schodišti do podkrovia a pri vstupe do bytu. Systém v predchádzajúcej verzii rozpoznával spolubývajúce prichádzajúce osoby a oddeľoval ich od osôb neznámych. Veľmi dôležitou súčasťou pri rozpoznávaní tejto skupiny interiérových scén je vlastnosť systému, na základe ktorej sa početnosť notifikačných zvukov potláča pri zvýšenej pohybovej aktivite v domácnosti. Napríklad ak manželka s dcérou upratujú a prenášajú veci, ambientný systém nesmie stále reagovať! Nastala nová scéna "upratovanie" na ktorú nie je potrebné upozorňovať. Ak je ale napríklad v byte registrovaná scéna pokoja (aspoň tri minúty bez registrovania pohybu)" a dcéra sa rozhodne prísť zo svojej izby do kuchyne, ozve sa krátky notifikačný zvuk, ktorý signalizuje scénu príchodu do kuchyne. Keďže sa kuchyňa nachádza pri pracovni, nevidiaci môže zareagovať verbálnym kontaktom. 28 2. Notifikačné zvuky scén interiérovej estetiky, doplnková služba sociálneho kontextu. Súčasťou navrhnutého ambientného systému sú tri doplnkové služby. Prvou sú rozprávajúce kukučkové hodiny, kde zvuk skutočnej kukučky signalizuje štvrť, pol a trištvrte hodinu a zvuk skutočnej sovy hodinu celú. Druhou doplnkovou službou je štatistika na senzore pohybu v miestnosti, v ktorej sa domáci zdržiavajú najviac. Pri humornej situácii sa ľudia trochu rozpohybujú, jednoducho sa smejú. V takýchto situáciách sa k nim ambientný systém niekedy pridá. Registrovanie scény humoru a následný notifikačný zvuk smiechu býva tak situačne milý, že ide naozaj o estetické spestrenie danej chvíle. Vstupom sú však len údaje so senzora pohybu, preto sa citlivé a súkromné informácie nedostávajú do pamäti počítača, kde by mohli byť pri úspešnom kybernetickom útoku zneužité. Treťou doplnkovou službou je automatické vítanie resp. lúčenie sa, ak niekto prichádza do bytu resp. ak odchádza. Vítanie alebo lúčenie sa však uskutoční len vtedy, keď vo dverách nestoja domáci obyvatelia, pri ktorých sa predpokladá, že návštevu privítajú resp. že sa rozlúčia. Vítanie a lúčenie je realizované formou nahrávky autorovej dcéry, ktorá mala v čase vývoja prvej verzie ambientného systému päť rokov. V súčasnosti ide o milú spomienku, ktorú automat nevidiacemu takto pripomína. 3. Notifikačné zvuky scén zabezpečenia a prvého kontaktu, riešenie sociálneho kontextu. Ak sa často vychádza z domu do exteriéru a naspäť, o príchodoch do bytu nie je potrebné informovať. Avšak po určení scény pokoja je zaujímavá nielen informácia o scéne príchodu, ale aj rozpoznanie osoby ak ide o domácich obyvateľov alebo výstraha ak prichádza neznámy človek. Systém informuje pomocou notifikačného zvuku aj o scéne pohybu pri prednom alebo zadnom vchode do budovy, ak ju predchádzala scéna pokoja. Takéto upozornenie dopĺňa rozpoznávací bezpečnostný systém a čiastočne nevidiacemu nahrádza pohľad z okna. Dôležitou súčasťou systému zabezpečenia sú notifikačné zvuky, ktoré sú odovzdávané na diaľku cez webový server. Nevidiaci človek môže mať takto prehľad o scénach v domácnosti aj keď je napr. v zamestnaní. Ak je byt prázdny, registruje sa scéna pokoja. Pri akomkoľvek kontakte s pohybom v interiéri sa zaregistruje scéna narušenia pokoja. 4. Notifikačné zvuky scén údržby ekoparametrov, riešenie sociálneho kontextu. Nevidiaci človek naráža na ťažko riešiteľné problémy aj v oblasti hygieny potravín a komfortu. Obyčajná mucha v interiéri je problém, lebo ju nevidiaci človek nedokáže hneď chytiť. Existujú síce lapače hmyzu, ale zvyčajne trvá dosť dlho, kým sa hmyz rozhodne so sebou skoncovať touto cestou. Pretože muchy sadajú na potraviny a obťažujú, je lepšie, keď sa do bytu ani nedostanú. Ak ambientný systém rozpozná scénu ponechaných otvorených dverí do exteriéru, na schodišti napomenie, aby odchádzajúci dvere zatvoril a v pracovni upozorní pomocou notifikačného zvuku. Po zatvorení dverí je registrovaná scéna nápravy, generuje sa notifikačný zvuk vyriešenia tohoto problému. 29 V zimných mesiacoch sa týmto spôsobom rieši aj úspora energií. Ambientný systém obsahuje automatizovanú zónovú reguláciu, ktorú môže nevidiaci plnohodnotne obsluhovať. Systém zónovej regulácie však vyžaduje, aby bola na každom radiátore hlavica bezdrôtovo riadená počítačom a napájaná batériami. Aby nedochádzalo k výpadkom vykurovania, systém informuje nevidiaceho pomocou notifikačných zvukov za ktorými nasleduje hlásenie o stave vybíjajúcej sa batérie a presne určí, o ktorý radiátor sa jedná. Takéto hlásenie sa opäť nesmie generovať často. Podnetom na generovanie hlásenia je stav batérie nižší ako 20 percent. 5. Notifikačné zvuky exteriérových meteorologických scén, riešenie priestorového kontextu. Vidiaci človek pristúpi k oknu, pozrie sa na oblohu, teplomer a pomerne ľahko odhadne, ako sa má obliecť alebo či je potrebné zobrať si dáždnik. Ambientný systém nevidiacemu tento pohľad nahrádza dvomi spôsobmi. Prvým je elektronický exteriérový teplomer, teplotu si môže prečítať na hmatovom displeji alebo pomocou umelo produkovanej reči. Druhou náhradou pohľadu z okna na oblohu sú internetové, lokálne a krátkodobé meteorologické údaje. Krátkodobá predpoveď počasia do šiestich hodín, je z praktického hľadiska lepšia ako pohľad z okna. Systém predpovedí je navyše naviazaný na senzory pohybu. Predpoveď sa ozve v prípade, že prichádza výrazná zmena počasia. Napr. ak bola predtým registrovaná exteriérová scéna bez dažďa a krátkodobá predpoveď ohlasuje dážď, ozve sa notifikačný zvuk a meteorologické hlásenie. Systém má k dispozícii približne 400 rozdielnych meteorologických hlásení. Môže sa stať, že meteorologické hlásenie nikto z domácich nepočul. Keďže sú tieto hlásenia naviazané aj na senzory pohybu, hlásenie sa jedenkrát opakuje pri registrovanej interiérovej scéne pohybu. Automatizovaný systém krátkodobých predpovedí sa stal tak vítaným komfortom aj pre vidiacich členov domácnosti, že prichádzajú ku kuchynskému oknu, kde ich registruje jeden zo senzorov pohybu a viac dajú na notifikačný zvuk hromu a následné meteorologické hlásenie ako na samotný pohľad z okna. 6. Zvuky informujúce o všeobecných exteriérových scénach, riešenie priestorového a sociálneho kontextu, V rodinnom dome sú pre nevidiaceho človeka strážne psy dôležitým bezpečnostným prvkom. Psy však môžu svojou zvýšenou aktivitou rušiť susedov alebo byť nepríjemné pre návštevu. Ambientný systém vykonáva štatistiku pohybu na senzoroch v exteriéri a na základe tejto štatistiky rozpoznáva exteriérovú scénu zvýšenej aktivity psov, na ktorú upozorní príslušným notifikačným zvukom. Doplnkovou súčasťou je audio systém, pomocou ktorého si môže nevidiaci vypočuť oddelene, čo sa deje v exteriéri na severe, juhu, západe alebo východe budovy. Ide o obdobu prípadu, keď sa vidiaci človek jednoducho pozerá z okna. 7. Notifikačné zvuky starostlivosti o nemocných, riešenie sociálneho kontextu, Keďže aj nevidiaci človek môže mať starnúcich alebo ťažko nemocných príbuzných, vzniká problém starostlivosti. V tejto 30 oblasti je pohľad dôležitou súčasťou správneho odhadu situácie. Je potrebné zavolať odbornú zdravotnícku pomoc alebo nie? Ak ambientný systém v byte registruje scénu s jediným obyvateľom (Môže byť napr. starnúci rodič), začína štatisticky vyhodnocovať podnety so senzorov pohybu, na základe čoho dokáže rozpoznať scénu ohrozenia a generovať príslušný notifikačný zvuk. Tento zvuk je zasielaný aj cez webový server na diaľku, aby mohol nevidiaci človek reagovať aj keď je v zamestnaní. 6.4 Niektoré notifikačné zvuky v súčasnej verzii Vstupom pre ambientný systém sú podnety zo senzorov pohybu, ktoré sú ďalej spracúvané algoritmicky. Generovanie notifikačných zvukov preto úzko súvisí s pôdorysmi bytov v konkrétnej inteligentnej budove. V tejto podkapitole sú opísané niektoré notifikačné hlásenia v súvislosti so zmenami interiérových alebo exteriérových scén. Je potrebné opäť zdôrazniť, že pri zvyšovaní pohybovej aktivity sa početnosť notifikačných zvukov znižuje. Ak sa v byte pohybuje viacero ľudí, väčšina notifikačných zvukov nie je generovaná. Zvuky musia byť krátke, nesmú byť rušivé, ich cieľom je upozorniť na dôležitú zmenu v scénach, čo v súvislosti s podmieneným reflexom a predstavivosťou nevidiacemu človeku rozšíri vnímaný fyzický a sociálny priestor: 1. Scéna nového pohybu na chodbe, generuje sa notifikačný zvuk žblnknutia kvapky vody. 2. Scéna nového pohybu v kuchyni, generuje sa notifikačný zvuk čľapnutia vody. 3. Scéna nového pohybu na schodišti do podkrovia, generuje sa notifikačný zvuk vrznutia dverí a následného zatvorenia dverí. 4. Scéna nového pohybu v pracovni, generuje sa notifikačný zvuk krátkeho smiechu. 5. Scéna "niekto je pred dverami do bytu", generuje sa notifikačný zvuk zaklopanie na dvere. 6. Scéna nového otvárania dvier do bytu, generuje sa notifikačný zvuk krátkeho vrznutia dverí. (Kombináciou rozpoznávania scén 5 a 6 sa dosiahne, že pri príchode človeka do bytu najskôr počuť zaklopanie a následne vrznutie dverí. Táto notifikačná kombinácia ohlasuje príchod do bytu. Ak ale niekto len stojí za dverami a váha, ozve sa len zaklopanie.) 7. Scéna rozpoznanej osoby, generuje sa opisné hlásenie - meno osoby alebo vyjadrenie, že je osoba neznáma. Hlásenie je reprodukované súčasne s príchodom danej osoby. 8. Scéna nového pohybu pri prednom vchode resp. scéna nového pohybu pri zadnom vchode, generujú sa notifikačné zvuky zaklepanie malou lyžicou o šálku kávy resp. úder na nákovu s veľmi nízkou hlasitosťou. 9. Scéna ohrozenia narušiteľom, generuje sa notifikačný zvuk dvojitého úderu na väčší zvon, ktorý znie dlhší čas. Notifikačný zvuk alarmu je prenášaný cez webový server aj na diaľku. 31 Z dôvodov nárokov na menší rozsah tohoto článku ďalšie príklady notifikačných zvukov a hlásení nebudú publikované. 6.5 Priestorový a sociálny kontext Už po niekoľkých týždňoch používania notifikačných hlásení začali všetci členovia domácnosti automaticky vnímať ich zmysel a privykli si na tento nový komfort natoľko, že im pri jednej dlhšej odstávke systému veľmi chýbal. Nevidiaci človek sa nemusel učiť zmysel ani jedného notifikačného hlásenia. Po mesiaci si začal uvedomovať, že v takomto asistovanom prostredí vníma okolie plnšie, že akosi začína "vidieť za roh". Zo sociálneho hľadiska je pre nevidiaceho človeka nepríjemné, že musí opakovane chodiť za vidiacimi ľuďmi a "obťažovať" ich, aby mu niečo pozreli, prečítali a podobne. Pritom on sám nedokáže podobným spôsobom poslúžiť svojmu okoliu. Medzi vidiacimi ľuďmi vzniká niekedy dokonca strach z kontaktu s nevidiacim, lebo sa obávajú prílišnej záťaže vyplývajúcej z pomoci nevidiacemu človeku. V ambientnom prostredí asistenčného systému s funkciou rozpoznávania interiérových a exteriérových scén, začali mimovoľne chodievať za nevidiacim človekom ostatní členovia domácnosti s otázkami: "Aké bude počasie? Ako sa mám obliecť zajtra? Sú psy zatvorené? Je stará mama doma? ..." Bez toho, aby sa nevidiaci človek snažil lepšie orientovať, čítať dáta na internete, sledovať domácnosť, bol vždy schopný kompetentne a pravdivo odpovedať bez toho, aby si uvedomoval zvýšenú záťaž pri prijímaní takýchto informácií. V ďalšej časti bude prezentovaná súčasť ambientného systému, ktorá zabezpečuje ekoparametre a realizuje úsporu energií pri vykurovaní a ohreve vody. 32 33 7 Asistencia pri úspore energií a pri obsluhe vykurovania Prototyp ambientného systému, testovaný na Fakulte prírodných vied UMB, obsahuje zložky vykurovania, tepelnej zónovej regulácie a ohrevu vody. Dôraz pri návrhu automatizácie vykurovania a ohrevu vody bol daný na dve dôležité potreby nevidiaceho človeka: - úspora energií, a teda finančných prostriedkov v dlhodobom horizonte, - plná obsluhovateľnosť vykurovania, tepelnej zónovej regulácie a ohrevu vody pomocou unifikovaného používateľského rozhrania pre nevidiacich. V súčasnosti sa totiž nevyrábajú vykurovacie systémy, ktoré by boli v plnom používateľskom a technickom rozsahu vybavené používateľským rozhraním pre nevidiacich. Obsluha vykurovacích zložiek v ambientnom systéme pre nevidiacich sa vykonáva pomocou počítača pripojeného do lokálnej siete alebo prostredníctvom vzdialenej správy cez internet pomocou webového servra. K dispozícii sú klientské aplikácie na obsluhu vidiacim a aj nevidiacim používateľom. Systém zónovej tepelnej regulácie umožňuje nevidiacemu zorientovať sa v teplotách jednotlivých miestností - zón. Ponúka prostriedky na nastavenie požadovaných teplôt. Dôležitou súčasťou tejto služby sú časové harmonogramy, pomocou ktorých sa nastavuje vykurovanie v zónach a časoch tak, aby sa kúrilo len v aktuálne používaných miestnostiach. Vytvára sa tak ilúzia celoplošného vykurovania, ktorá bez straty komfortu výrazne šetrí energie. 7.1 Dvojstupňová regulácia vykurovania Vykurovací softvérový automat je súčasťou ambientného systému, ktorý je nainštalovaný na domovom serveri. Zariadenia, ktoré realizujú vykurovanie a sú umiestnené v kotolni obsluhuje pomocou lokálnej počítačovej siete. Medzi tieto zariadenia patria: 1. vykurovací kotol, 2. ekvitermický ventil používaný na domiešavanie chladnejšej vody v radiátorovom okruhu horúcou vodou z kotla, 3. elektromotorické ventily pre bojler a radiátorový okruh, 4. čerpadlá pre bojler a radiátorový okruh, 5. teplotné senzory merajúce: a) teplotu vody vo vykurovacom kotli, b) teplotu vody v radiátorovom okruhu, c) teplotu vody v bojleri, d) teplotu v exteriéri, e) teplotu vody v kotli na pevné palivo. Vykurovací softvérový automat pri svojej prevádzke nepoužíva interiérové meranie teploty. Výhodou tohoto riešenia je, že intenzita vykurovania nezávisí od lokálneho umiestnenia teplotného senzora. Automat vypočíta teplotu vody v radiátorovom okruhu 34 z troch vstupných údajov: 1. nastavená požadovaná interiérová teplota, 2. reálna exteriérová teplota, 3. strmosť únikovej krivky (úniková konštanta). Na základe tohoto výpočtu vykurovací softvérový automat nastaví ekvitermický ventil do takej polohy, aby bola teplota vody v radiátorovom okruhu naozaj v súlade s automatickým výpočtom. Úniková konštanta, pomocou ktorej sa nastavuje strmosť únikovej krivky, sa musí pre danú inteligentnú budovu nastaviť pri inštalácii ambientného systému. Druhým stupňom teplotnej regulácie sú tzv. Z-Wave radiátorové hlavice, ktoré sú bezdrôtovo riadené softvérovým automatom zónovej regulácie. Automat zónovej regulácie je tiež súčasťou ambientného systému a je nainštalovaný na domovom serveri. Súčasťou Z-Wave radiátorových hlavíc sú aj teplotné senzory, pomocou ktorých získava softvérový automat zónovej regulácie informácie o aktuálnych teplotách v jednotlivých izbách. Prvý stupeň regulácie zohreje vodu v radiátorovom okruhu len o málo viac, ako je potrebné vzhľadom na nastavenú požadovanú teplotu interiéru. Radiátorové hlavice potom už len doregulujú teplotu v radiátoroch podľa teplotných požiadaviek pre jednotlivé izby. Dvojstupňová regulácia pri vykurovaní prináša tri výhody: 1. nedochádza k nadmernej teplotnej oscilácii na radiátoroch, vykurovanie je stabilné, 2. pri krátkodobom vetraní sa teplota radiátora nezvýši na úplné maximum, dochádza k úspore energií, 3. pri poruche prvého alebo druhého stupňa vykurovania nedojde k maximálnemu ohrevu radiátorov, vzniknutá závada sa doreguluje funkčným stupňom. Zabráni sa tak finančným stratám vyplývajúcim z poruchy. Z používateľského hľadiska je možné rozdeliť obytný priestor na toľko vykurovacích zón, koľko je v dome miestností. Softvérové automaty vykurovania a zónovej regulácie sú napojené na systém notifikačných zvukov, ktorý bol opísaný v predchádzajúcej časti. Ambientný systém preto nevidiaceho informuje o stave batérií v Z-Wave hlaviciach na jednotlivých radiátoroch. Ak sa batérie začínajú vybíjať a hrozí, že radiátor prestane hriať, ambientný systém na to upozorní v bytovom reproduktore a presne určí radiátor, v ktorom je potrebné vymeniť batérie. Výmena batérií v Z-Wave hlaviciach sa vyžaduje približne jedenkrát ročne. 7.2 Časové zónové harmonogramy Systém zónovej regulácie ponúka pätnásť celkových časových harmonogramov, ktoré sú používateľsky prestaviteľné podľa konkrétnej potreby. V rámci harmonogramu sa nastavujú teploty pre jednotlivé radiátory vzhľadom na daný deň v týždni. V rámci dňa je možné nastaviť rôzne teploty daného radiátora pre jednotlivé úseky dňa. Súčasťou časových harmonogramov je kalendár štátnych sviatkov a algoritmus výpočtu dátumu Veľkej noci. Ak sviatok spadá do pracovného dňa v týždni, automaticky sa bude vykonávať regulácia 35 podľa sobotného dňa. Ambientný systém v pracovných dňoch šetrí energie tým, že byt len temperuje, lebo jeho obyvatelia sú v zamestnaní. Pred ich príchodom zvýši teplotu na požadovanú hodnotu. Cez víkendy a sviatky je ale potrebné vykurovať na obytnú teplotu celý deň. Jeden celkový časový harmonogram obsahuje týždenné harmonogramy pre jednotlivé radiátory osobitne. Týždenný harmonogram obsahuje denné harmonogramy radiátorov, v ktorých je možné nastaviť rôzne vykurovacie teploty v rôznych časových úsekoch dňa. Napríklad skoro ráno sa môže zakúriť len na chodbe a v kúpeľni na prvom poschodí, pre člena domácnosti, ktorý odchádza do zamestnania skoro ráno. Ušetrí sa tak energia bez straty komfortu. Počas neprítomnosti z dôvodu zamestnania sa môže byt predpoludním temperovať a pred príchodom prvého člena domácnosti sa vykurovacie teploty prestavia na požadované hodnoty. Systém zónovej teplotnej regulácie ponúka kopírovanie denných týždenných a celkových harmonogramov a kopírovanie harmonogramov jednotlivých poschodí. Spolu s históriou zapisovania údajov tak poskytuje silný prostriedok na rýchlu prípravu celej databázy harmonogramov zónovej regulácie. Úspora energií je daná v prvom rade správnym nastavením časových harmonogramov jednotlivých zón. Tieto nastavenia musia rešpektovať všetky pravidelnosti života v prostredí danej budovy alebo bytu. Vykurovať sa musí len v používaných miestnostiach. Vytvára sa tak ilúzia celoplošného vykurovania, na základe ktorej obyvateľ nemá pocit diskomfortu. Úspora energií je však výrazná, čo môže byť pre nevidiaceho a jeho rodinu v dlhodobej perspektíve veľmi zaujímavé. 7.3 Obsluha a notifikačné zvuky V ambientnom prostredí inteligentnej budovy obsluha vykurovania, ohrevu vody a zónovej regulácie súvisí s používateľským prostredím pre nevidiacich. V prototype opisovaného ambientného systému sa jedná o prostredie HANIBAL, pomocou ktorého nevidiaci obsluhuje svoj stolový počítač alebo notebook. O prostredí HANIBAL sme sa už zmienili vo štvrtej časti tohoto seriálu. Nevidiaci si teda otvorí príslušnú položku v prostredí HANIBAL a môže plne obsluhovať všetky vykurovacie zložky ambientného systému. Navyše si môže prečítať všetky teplotné, technické a finančné okolnosti súčasného stavu vykurovania. Ambientný systém mu pomocou syntetického hlasu alebo hmatového displeja odovzdá informácie ako napríklad: - teplota v exteriéri, - teplota vody v bojleri, - teplota vody v kotli na pevné palivo, - priemerná spotreba pri ohreve vody v eurách, - dnešná spotreba pri ohreve vody v eurách, - priemerná spotreba pri vykurovaní v eurách, - dnešná spotreba pri vykurovaní v eurách, - nastavenie teploty pre danú izbu, - aktuálna teplota pre danú izbu... Množstvo údajov, ktoré ambient inteligentnej budovy v oblasti 36 vykurovania ponúka, presahuje rozsah tohoto článku, preto sme sa zmienili len o niektorých. Dôležité ale je, že sú nevidiacemu človeku tieto údaje ľahko dostupné v rámci budovy a tiež prostredníctvom vzdialenej správy cez internet. Na základe aktuálnej a priemernej spotreby energií, ktorá sa nevidiacemu odovzdáva už prepočítaná na eurá, je tento používateľ schopný dostatočne rýchlo zareagovať buď na poruchu v zariadeniach alebo na nadmernú spotrebu v rámci rodiny. V prípade vykurovania pevným palivom si vidiaci ľudia musia kontrolovať teplotu vody na kotli pevného paliva. Podľa toho prikladajú do ohniska viac alebo menej spaľovaného materiálu. Tento údaj sa nevidiacemu odovzdáva pomocou notifikačných hlásení v bytovom reproduktore. Ambientný systém upozorní, že je potrebné priložiť do ohniska ďalšie palivo alebo že nejaký čas už prikladať nie je potrebné. V prípade vykurovania plynom sa jedná o plne automatizovaný proces, pri ktorom sa notifikačné hlásenia ozvú len v prípade poruchy alebo nesprávnych nastavení vykurovacích softvérových automatov. V ďalšej časti bude prezentovaná zložka ambientného systému, ktorá vykonáva asistenciu nevidiacemu pri práci v oblasti odbornej informatiky. Zároveň bude ukázané, ako sa v prostredí HANIBAL nadefinujú dialógové okná a ich obsah. 37 8 Prostredie HANIBAL, asistencia v oblasti odbornej informatiky Testovaný prototyp ambientného systému obsahuje súčasti, ktoré podporujú nevidiaceho človeka pri práci v oblasti odbornej a vedecky zameranej informatiky. Pri takejto práci sa zväčša nejedná len o osobnú záľubu, preto je podpora tejto činnosti riešená aj v zmysle mobility práce medzi zamestnaním a domovom. Ambientný systém je nainštalovaný nielen v mieste bydliska, ale aj v mieste výkonu práce v zamestnaní. Jeho súčasti sú prepojené pomocou webového servera KLINGON. Takáto architektúra umožňuje prenos rozpracovaných častí práce v oblasti informatiky medzi domovom a zamestnaním. Zámerom je, aby sa stalo testovanie v oblasti asistencie pri výkone práce v zamestnaní pre nevidiacich ľudí východiskom aj pre iné odbory a pracovné zamerania. 8.1 Asistencia pri práci s graficky orientovanými údajmi Najväčším problémom pri spracovaní graficky orientovaných údajov nevidiacim človekom pri odbornej práci je, že spravidla každý profesionálny softvér je graficky orientovaný a prakticky nemá integrované asistenčné technológie pre nevidiacich. Je to spôsobené dvomi ťažko riešiteľnými problémami: 1. Skupina nevidiacich, ktorí sa zaoberajú danou problematikou profesionálne je pomerne malá a nachádza sa rozptýlená po celom svete. Lokálne v jednom štáte sa takouto problematikou nemusí zaoberať ani jeden nevidiaci človek. 2. Profesionálny softvér, obzvlášť vo vedeckej oblasti, sa často vyvíja spolu s riešeným problémom, preto nie je účelné snažiť sa k nemu vyvíjať zároveň aj asistenčnú technológiu. Na prvý pohľad by sa mohlo zdať, že sa jedná o neriešiteľný problém a nevidiaci človek sa tu dostáva na hranicu možností, ktorú nie je možné prekonať. Avšak svojim spôsobom podobné situácie sa vo svete riešia a našli sa aj vedecké prostriedky, ako prekonať problematiku z bodov 1 a 2. Riešené situácie sa síce netýkajú nevidiacich ľudí, ale sú im svojou podstatou tak blízke, že ich môžeme považovať za východisko pri riešení problematiky nevidiacich. Napríklad vývoj zdravotníckej techniky, ktorá je špecializovaná na zriedkavé onemocnenia prirodzene počíta so situáciou, že je takýchto pacientov málo, sú rozptýlení po celom svete a lokálne v danom štáte sa nemusí nachádzať ani jeden. Napriek tomu sa vývoj takejto zdravotníckej techniky realizuje a nepovažuje sa za zbytočný! Na dokazovanie účelnosti sa pri vývoji používajú metodiky dokazovania z oblasti heuristiky a kognitívnej 38 psychológie, ktoré už boli opísané v tretej časti tohoto seriálu. Pri riešení problematiky asistencie pre nevidiacich z bodu 2 sa v našom projekte vychádza z technickej a ekonomickej neprijateľnosti, aby jeden alebo skupina vidiacich vývojárov pracovali na vývoji asistenčných technológií, ktoré využije nevidiaci vývojár v rámci toho istého projektu. Preto bola zvolená v odbornej oblasti úplne iná stratégia vývoja asistenčných technológií. Základom je, aby príslušný ambientný systém v inteligentnej budove nevidiacemu umožňoval návrh a prácu s kompenzačnými softvérovými modulmi pomocou unifikovaného používateľského rozhrania, prispôsobeného na obsluhu pre nevidiacich. Legislatíva niektorých krajín umožňuje vytváranie pracovísk, v rámci ktorých môžu byť zamestnaní zdravotne hendikepovaní ľudia. Štát prispieva na prevádzku týchto pracovísk, čím nevidiacim umožňuje časť odbornej aktivity smerovať do vývoja požadovaných asistenčných softvérových modulov. Zamestnávateľ môže takto vytvoriť nevidiacemu odbornému pracovníkovi väčší časový priestor, aby si najskôr navrhol alebo modifikoval existujúce softvérové kompenzačné moduly pre svoju vlastnú odbornú činnosť. Legislatíva týmto otvára pre nevidiacich nové možnosti aj v prípade odbornej práce v oblasti informatiky a elektrotechniky. Asistenčnou technológiou naväzujúcou na takúto legislatívu sa stáva ambientný systém pre nevidiacich ako celok, ktorý umožňuje riešenie jednotlivých odborných alebo vývojových výziev formou úpravy jeho kompenzačných modulov samotným nevidiacim pracovníkom. Používateľské rozhranie sa pritom v zásadnom zmysle nemení. Pretože je unifikované a prispôsobené potrebám nevidiacich ľudí, môžu pomocou neho v kombinácii s kompenzačnými softvérovými modulmi pracovať aj na práve vyvíjanej technológii. Takýmto unifikovaným prostredím je HANIBAL, z používateľského hľadiska bolo stručne opísané vo štvrtej časti tohoto seriálu. V tomto článku je ukázané, ako si nevidiaci používateľ môže sám definovať štruktúru dialógových okien a ich obsah. 8.2 Formálne jazyky Používateľské prostredie HANIBAL je plne textovo orientované, pri práci v tomto prostredí nedochádza ku kontaktu s počítačovou grafikou. Je prispôsobené potrebám nevidiacich ľudí a umožňuje programovanie. Nevidiaci odborný pracovník si pomocou neho môže modifikovať kompenzačné softvérové moduly ambientného systému alebo si môže vytvárať aj úplne nový softvér. Na základe týchto možností si môže nevidiaci odborník naprogramovať softvér, ktorý mu bude interpretovať grafické informácie pomocou formálneho jazyka, ktorý môže čítať plne v textovom režime. Podobne aj naopak, ak si pomocou formálneho jazyka nadefinuje graficky orientované údaje, softvér mu textovú definíciu prevedie na požadovaný grafický formát. Pri testovaní prototypu ambientného systému pre nevidiacich bola táto technológia využitá v týchto oblastiach: - pri návrhu synaptických prepojení v neurónových sieťach, - pri vytváraní textov s požadovaným grafickým formátom, - pri určovaní častí hlasovej krivky, 39 - pri definícii notifikačných melódií, - pri definícii dialógových okien v prostredí HANIBAL. Pojem "formálny jazyk" môže byť pre čitateľa príliš abstraktný, preto ďalej uvedieme príklad niekoľkých definícií používateľského rozhrania v prostredí HANIBAL. Súčasťou tohoto prostredia je aj položka, ktorá otvorí editor, v ktorom sa definuje vzhľad a funkcionalita samotného prostredia. Po zapísaní definície, systém skontroluje jej správnosť, ak je napísaná korektne, spracuje ju a zmení podľa nej celý vzhľad používateľského rozhrania. Formálny jazyk na definíciu vzhľadu prostredia je rovnomenný, bol nazvaný HANIBAL. 8.3 Formálny jazyk HANIBAL Formálny jazyk, ktorý má slúžiť ako asistenčná technológia pre nevidiacich, musí mať jednu veľmi dôležitú vlastnosť. V definičnom texte sú vyžadované skryté opakovania definičných informácií. Nevidiaci používateľ tak zapíše viacerými spôsobmi tú istú informáciu bez toho, aby si to uvedomoval. Na základe tohoto znásobovania informácií automat skontroluje, či sú znásobené informácie kompatibilné. Pomocou toho rozhodne, či nevidiaci napísal definíciu naozaj korektne podľa svojich predstáv. Ak prekladací automat nájde v definičnom texte nekompatibility, upozorní na ne nevidiaceho človeka a naviguje ho presne na tú časť textu, kde nastal problém. Nevidiaci má takto k dispozícii automatickú spätnú väzbu, ktorá mu pomáha riešiť nejasnosti v jeho predstavách. 8.3.1 Definícia základného okna s tromi položkami Nižšie uvedená definícia vo formálnom jazyku HANIBAL nadefinuje veľmi jednoduché používateľské rozhranie s tromi položkami menu: telefónny zoznam, kalkulátor, editor používateľských okien. ! Home 3 = Asistent HANIBAL; #Tri položky menu, názov okna @ T Kontakty = Osobný zoznam telefónnych čísel; & TERMINALSTART; tel; #Volanie editora s kontaktmi & TERMINALSTOP; @ K Kalkulátor = Programovateľný kalkulátor; & TERMINALSTART; lc; #Volanie kalkulátora & TERMINALSTOP; @ H Hanibal = Editácia obsahu okien prostredia HANIBAL; & EDITHANIBAL; #Volanie editácie Na tejto definícii je vidieť, že menu bude mať tri položky: T Kontakty, K Kalkulátor, H Hanibal. Výber jednotlivých položiek bude možný pomocou smerových klávesov alebo priamou voľbou prvého písmena: T,K,H. V definícii je zároveň uvedený ku každej položke menu pomocný popisný text, ktorý si môže používateľ vypočuť 40 stlačením klávesov CTRL + ŠÍPKA NADOL. 8.3.2 Definícia submenu Na tomto príklade je ukázané, ako si nevidiaci používateľ nadefinuje položku menu, ktorá otvorí ďalšie okno. V ďalšom okne budú dve položky: prevod pôvodných a nových bankových čísel, definícia okien. ! Home 3 = Asistent HANIBAL; #Tri položky menu, názov okna @ T Kontakty = Osobný zoznam telefónnych čísel; & TERMINALSTART; tel; #Volanie editora s kontaktmi & TERMINALSTOP; @ K Kalkulátor = Programovateľný kalkulátor; & TERMINALSTART; lc; #Volanie kalkulátora & TERMINALSTOP; @ N Nástroje = Ďalšie pracovné softvérové nástroje; > Utilities; ! Utilities 2 = Pracovné nástroje; #Dve položky, názov submenu @ F Formát účtov = Prevod formátov účtov IBAN / klasik; & PAR 6 = Číslo účtu:; & TERMINALSTART; iban $6; #Vykoná sa prevod & PAUSE; & TERMINALSTOP; @ H Hanibal = Editácia obsahu okien prostredia HANIBAL; & EDITHANIBAL; #Volanie editácie V poslednom príklade definície sa pomocou tretej položky hlavného menu otvára okno submenu pomocných softvérových nástrojov. V príklade definícii je nadefinované ako druhé v poradí. Na záver tohoto článku je potrebné upozorniť na to, že prostredie HANIBAL má k dispozícii štandardne dodávanú definíciu okien. Nevidiaci si teda nemusí pracne vytvárať vzhľad celého používateľského prostredia. Jednoducho použije preddefinované prostredie. Keďže ale majú používatelia rôzne nároky, otvára sa takto aj možnosť vlastnej používateľskej definície. Aby sme si vytvorili predstavu rozsahu preddefinovaného používateľského rozhrania pre nevidiacich, jeho definícia vo formálnom jazyku HANIBAL má v súčasnosti 2360 riadkov. V ďalšej časti bude predstavený ambientný systém RUDO ako celok. Budú vyjadrené vzájomné súvislosti medzi jednotlivými komponentami systému a ich význam. 41 9 Ambientný systém RUDO, zhrnutie a blokové schémy V predchádzajúcich častiach bola opísaná história vývoja a jednotlivé komponenty testovaného prototypu ambientného systému pre nevidiacich. Počas vývoja bol tento systém nazvaný RUDO. V tomto článku budú ukázané súvislosti medzi jednotlivými komponentami, ich vzájomné prepojenie a dopĺňanie sa pri vytváraní komplexnejších služieb. Súvislosti a dátové prepojenia medzi jednotlivými komponentami vytvárajú jeden veľký celok, ktorý pozostáva z množstva softvérových a hardvérových súčastí. Nazývame ho ambientný systém. Prototyp ambientného systému RUDO vykonáva asistenciu pri bývaní a pri výkone práce v zamestnaní zameranú pre nevidiacich ľudí. Týmto sa stáva v medzinárodnom ponímaní jedinečným a slúži k dokazovaniu ďalej uvedených skutočností: 1. Výroba ambientných systémov s asistenciou pre nevidiacich má zmysel, je účelná a patrí medzi znaky vyspelej spoločnosti. 2. Hendikep nevidiacich ľudí môže byť kompenzovaný asistenčnými službami ambientných systémov v mnohých oblastiach ich života. 3. Prítomnosť asistenčných technológií v ambientných systémoch má byť súčasťou štandardov vyspelej spoločnosti. 4. Predstavujeme konkrétne riešenia asistencie, dokazujeme ich účelnosť a opodstatnenosť v priemyselnej výrobe. 5. Predstavujeme nový prístup pri riešení používateľského rozhrania pre nevidiacich, ktorý je založený na textovej báze, čím sa dosahuje vyššia produktivita nevidiacich, a teda aj schopnosť konkurovať na trhu práce. Dokazujeme jeho účelnosť a opodstatnenosť. V našom prípade sa jedná o návrhový typ výskumu, ktorého vedľajším produktom je inštancia riešenia vo forme prototypu ambientného systému pre nevidiacich. Preto bolo možné do výskumu zakomponovať vývoj systému ROWS, ktorý je súčasťou ambientného systému RUDO. Systém ROWS môže byť inštalovaný aj mimo ambientu inteligentnej budovy a vytvára tak bezplatný asistenčný softvér pre nevidiacich. Produkcia bezplatného softvéru pre nevidiacich je zároveň posledným cieľom nášho projektu. Viac o tejto problematike bolo napísané v častiach tri a štyri. 9.1 Softvérové služby ambientného systému RUDO Prototyp ambientného systému RUDO je z hľadiska softvérovej štruktúry rozdelený do troch vrstiev. Jedná sa o dátové a programové rozdelenie, ktoré je pred používateľmi skryté. Softvérové vrstvy sú nazvané takto: 1. najnižšia úroveň - "ovládače prostriedkov", ovládače základných softvérových a hardvérových 42 prostriedkov ambientného systému, 2. stredná úroveň - "funkčné komponenty", softvérové komponenty ambientného systému, ktoré realizujú požadovanú funkcionalitu, 3. najvyššia úroveň - "používateľské rozhranie", softvér zameraný výlučne na asistenciu pri komunikácii medzi nevidiacim používateľom a počítačom. V našom seriáli sme sa zatiaľ zamerali na krátke predstavenie strednej softvérovej vrstvy ambientného systému, lebo jej opis najlepšie vyjadruje funkcionalitu systému ako celku. V malej miere sme sa zaoberali aj používateľským rozhraním, ale prakticky sme sa nezmienili o najnižšej vrstve, ktorá v najväčšej miere prepája funkčné komponenty ambientného systému. Najnižšia vrstva - ovládače prostriedkov - obsahuje softvérové celky, z ktorých sú niektoré veľmi rozsiahle. Aby sme mali predstavu, aké softvérové služby ponúka najnižšia vrstva ambientného systému RUDO, ďalej sú všetky uvedené v prehľadnom zozname: 1. syntéza slovenského jazyka, 2. hláskovanie slovenských slov, 3. databáza notifikačných zvukov, systém ich výberu, 4. prístup k informáciám z pohybových senzorov, 5. ovládače zariadení kotolne, 6. prístup k informáciám z teplotných senzorov, 7. ovládač radiátorových Z-Wave hlavíc, 8. prístup k informáciám z hardvérových spínačov, 9. ovládač zariadení bytových hlásení, 10. ovládač zariadení meracej techniky, 11. dátové rozhranie lokálnej komunikácie medzi komponentami ambientného systému, 12. dátové rozhranie vzdialenej komunikácie. Funkčné komponenty ambientného systému z druhej softvérovej vrstvy využívajú služby najnižšej vrstvy, pričom je umožnený aj paralelný prístup na jednotlivé základné prostriedky. Pomocou služieb 11 a 12 funkčné komponenty strednej softvérovej vrstvy môžu komunikovať aj priamo medzi sebou. Pre úplnosť uvádzame aj zoznam komponentov strednej softvérovej vrstvy: 1. čítač displeja, výber relevantných informácií, 2. softvérový modul obsluhy multimetra, 3. softvérový modul obsluhy osciloskopu, 4. softvérový modul rozpoznávania interiérových scén, 5. softvérový modul rozpoznávania exteriérových scén, 6. softvérový modul starostlivosti o seniorov, 7. softvérový modul zabezpečenia, 8. softvérový modul vykurovania a ohrevu vody, 9. softvérový modul zónovej regulácie, 10. softvérový modul meteorologických hlásení, 11. softvérový modul úspory energií. Systém ROWS umožňuje prácu aj na príkazovom riadku operačného systému LINUX. V tomto prípade plní modul čítania informácií z displeja (1 čítač displeja) zároveň aj úlohu používateľského rozhrania na úrovni systémového príkazového riadku. 43 9.2 Príklady interakcií softvérových komponentov Najdôležitejšími súvislosťami prepojenia modulov sú prepojenia na modul rozpoznávania interiérových scén. Ambientný systém rozpoznáva pohyb osôb v interiéri a na základe toho má relevantne reagovať. Uvedieme tri príklady takýchto súvislostí: 1. Súvislosť medzi modulmi rozpoznávania interiérových scén a meteorologických hlásení je vyjadrená službou ambientného systému, pri ktorej sa ozve v bytovom reproduktore krátkodobá predpoveď počasia pri pohľade človeka z okna. Nastavenie parametrov tejto služby umožňuje, aby bola predpoveď reprodukovaná len v požadovaný čas a aby nebola reprodukovaná zakaždým, keď sa niekto postaví pred okno. 2. Súvislosť medzi modulmi rozpoznávania interiérových scén a vykurovania je vyjadrená službou ambientného systému, pri ktorej sa reprodukuje hlásenie o potrebe vykurovania vzhľadom na nízku teplotu v exteriéri. Hlásenie je reprodukované len v prípade, ak sa jedná o vykurovanie pevným palivom a zároveň sa zaznamená scéna prítomnosti človeka v blízkosti bytového reproduktora. V prípade automatického plynového vykurovania je takéto hlásenie bezpredmetné. 3. Súvislosť medzi modulmi rozpoznávania interiérových scén, vykurovania a úspory energií je vyjadrená službou ambientného systému, ktorá upozorňuje domácich o možnosti vetrania bez straty energií. Hlásenie sa vykoná len v prípade, že je zaznamenaná scéna prítomnosti osoby v blízkosti bytového reproduktora. Jedná sa o hlásenia v prechodných obdobiach na jar a jeseň, keď sa nevykuruje byt počas celého dňa. 9.3 Ďalšie smerovanie vývoja s rozvojom informačných technológií sa ponúkajú ďalšie riešenia, ktoré sa môžu stať súčasťou uceleného ambientného systému pre nevidiacich. Uvedieme dva príklady a ich možné prepojenie. Prvou zaujímavou a novou možnosťou je hlasový terminál. Takýto terminál je principiálne pripojiteľný k ambientnému systému ako celku. Na základe hlasových povelov nevidiaci môže pomocou neho ovládať zariadenia v domácnosti. V súčasnej dobe sa však takéto terminály vyrábajú len v prevedení, ktoré nerozpoznáva slovenský jazyk. Nezanedbateľnou problematikou pre nevidiacich je kvalitné upratovanie. Keďže nevidiaci nevidí nečistoty na zemi, musí zametať alebo vysávať precízne a najlepšie aj opakovane na tom istom mieste, aby nadobudol istotu, že na podlahe nečistoty neostali. V súčasnosti sa už vyrábajú robotické vysávače, ktoré sú vybavené sonarovými a laserovými senzormi, takže je možné o nich povedať, že "vidia". Dokážu kvalitne povysávať interiér alebo časť podlahy so smeťami, a pritom sú ľahko obsluhovateľné aj nevidiacimi ľuďmi. V kombinácii s hlasovým terminálom môže nevidiaci prikázať robotickému vysávaču v rámci ambientu svojho bytu, aby povysával špecifikovanú izbu. Vysávač to vykoná precízne 44 a navráti sa na nabíjaciu stanicu. Nové technológie však sebou prinášajú aj isté riziká. Spravidla sa jedná o zariadenia, ktoré musia byť cez internet online pripojené na cloud, ktorý sa prevádzkuje zväčša mimo štát a niekedy aj mimo kontinent, na ktorom sa zariadenie používa. Môže sa teda stať, že na internete dôjde k výpadku konektivity k danému cloudu a vysávač prestane vysávať alebo nastavený časovač pri varení slepačích vajec zlyhá. Ďalším rizikom je, že sa pomerne citlivé údaje prenášajú mimo dosahu používateľa. Napríklad pri hlasových termináloch sa prenáša hlas na cloud, kde sa vykonáva jeho automatizované porozumenie a spätne sa potom odovzdáva odpoveď. Hlasový terminál teda neustále "počúva", čo môže byť svojim spôsobom zneužité. Podobne napríklad robotický vysávač vykoná automatizovane mapovanie interiéru, pričom pôdorys bytu ako dáta odovzdáva na cloud. Pri kybernetickom útoku môžu byť tieto dáta zneužité na odhad solventnosti obyvateľov. Ambientný systém RUDO je preto koncipovaný takým spôsobom, ktorý nevyžaduje online pripojenie. Neobsahuje senzory ako napríklad kamery, ktoré snímajú ľahko zneužiteľné údaje. Pri úspešnom kybernetickom útoku na ambientný systém RUDO by mohol útočník prestaviť teplotu na radiátore alebo by sa mohol dozvedieť, že sa niekto v byte pohybuje. Takéto aktivity by ale nevidiaceho človeka nemohli poškodiť nadmerným spôsobom. V prípade hrozby kybernetických útokov je k dispozícii možnosť odpojenia internetu bez straty funkčnosti systému ako celku. V ďalšej časti bude opísaný postup, na základe ktorého bolo nevidiacim človekom použité elektrické náradie na obrábanie pevných materiálov. V článku sa budeme zaoberať bezpečnosťou a spôsobom práce nevidiaceho človeka pri používaní elektrického náradia. 45 9.4 Blokové schémy 4.1 Schéma ambientného systému RUDO Prízemie Poschodie │ I/O I/O│ Zariadenia I/O│ Senzory │~ │~ │ WAN │ kotolne │ Zvončeky ┌┴─────┐ ┌┴─────┐ ┌┴─────────┐ ┌┴────────────┐ ┌┴─────────────┐ │ WiFi │ │ WiFi │ │ Router │ │ Elektronika │ │ Elektronika │ │ AP 1 │ │ AP 2 │ │ FireWall │ │ v kotolni │ │ taxonometrie │ │ A │ │ B │ │ C │ │ D │ │ E │ └─────┬┘ └─────┬┘ └┬─┬─┬┬─┬─┬┘ └┬────────────┘ └┬─────┬───────┘ LAN│ LAN└────┘ │ ││ │ └────┘ LAN │ LAN │ └────────────────┘ ││ └───────────────────────┘ │ ││ │ Prízemie Poschodie ││ Špeciálny│V │~ │~ │└──────┐ signál, │ │ │ LAN│ │ LAN Ovládanie│ ┌┴─────┐ ┌┴─────┐ ┌────┴───┐ ┌┴─────────┐ ┌───────────┴──┐ │ ZW.1 │ │ ZW.2 │ │ Domový │ │ Pracovné │ │ NF zosiľovač │ │ │ │ │ │ server │ │ stanice │ │ s prepínačom │ │ F │ │ G │ │ H │ │ I │ │ výstupov J │ └─────┬┘ └─────┬┘ └┬─┬─┬──┬┘ └──────────┘ └┬─┬───┬───────┘ USB│ USB└────┘ │ │ └──────────────────┘ │ │ └────────────────┘ │ Audio │ ┌┴────────────┐ USB┌────────────────────┘ │ │ Reproduktor │ ┌───┴────────┐ ┌~WiFi │ │ bytový K │ │ Bod M │ ┌~ZW ┌┴───────────┐ │ └─────────────┘ │ pripojenia │ ┌└────────────┐ │ Mobilné O │ │ ┌─────────────┐ │ Osciloskop │ │ Radiátorové │ │ pracovné │ └──┤ Reproduktor │ │ Multimeter │ │ hlavice N │ │ stanice │ │ chodbový L │ └────────────┘ └─────────────┘ └────────────┘ └─────────────┘ Hardvér súčasnej verzie AmI systému RUDO A,B) Vysielacie prístupové body siete WiFi na prízemí a na poschodí. C) Router a firewall lokálnej počítačovej siete, ktorá zabezpečuje v rámci AmI systému RUDO dominantnú časť dátových prenosov medzi jednotlivými komponentami systému. D) Elektronika, ktorá prepája tepelné senzory, elektromotorické ventily, čerpadlá a štvorcestný ekvitermický ventil v kotolni s lokálnou počítačovou sieťou. E) Elektronika, ktorá prepája pohybové senzory, dverový spínač, bytové zvončeky a prepínač reproduktorov s lokálnou počítačovou sieťou. F,G) Vysielacie prístupové body bezdrôtovej siete Z-Wave na prízemí a na poschodí, cez ktoré sú na domový server pripojené termostatické radiátorové Z-Wave hlavice. H) Domový server, na ktorom sú nainštalované softvérové služby AmI 46 systému RUDO. I) Pracovné počítačové stanice, pripojené k AmI systému pomocou lokálnej počítačovej siete (jedna vývojárska, jedna vedená ako rodinný počítač). J) NF zosiľovač hlásení s prepínačom, ktorý určuje, výstupný reproduktor (niektoré hlásenia sa hlásia na chodbe, iné v byte). K,L) Reprodukčné sústavy chodbových a bytových hlásení. M) Konzola na pripájanie meracej techniky - multimetra alebo osciloskopu (meranie prebieha v blízkosti bytového reproduktora, ktorý sprostredkúva pomocou umelo produkovanej reči merané hodnoty, veličiny a popis signálových kriviek). N) Znázornenie všetkých radiátorových termostatických Z-Wave hlavíc (sú súčasťou AmI systému RUDO). O) Znázornenie pripojenia všetkých mobilných pracovných staníc ako napr. notebooky, tablety a mobilné telefóny. 47 4.2 Schéma softvérových služieb ambientného systému RUDO ┌─────> WEB ┌────────────────────────────┐ │ ┌────────────────────────────┐ │ ┌────────────────────────┐ │ │ │ ┌────────────────────────┐ │ │ │ ┌────────┐ │ │ │ │ │ ┌────────┐ │ │ │ │ ┌───────────┴┐ ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ ┌┴───────────┐ │ │ │ │ │ Zónová F │ ^ │ Webový │ ^ │ Služby M │ │ │ │ │ │ regulácia │ │H/F │ server │ H/M│ │ osciloskop │ │ │ │ │ │ prízemia ├─┘ │ Klingon A │ └─┤ multimeter │ │ │ │ │ └───────────┬┘ └──────┬──────┘ └┬───────────┘ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────────┐ │ ┌──────────┘ │ │ │ │ ┌────────┐ │ │ │ ┌────────┐ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ┌───────────┴┐ ┌┴─┴───┴───┴─┴┐ ┌┴───────────┐ │ │ │ │ │ Zónová G │ ^ │ Syntetizér │ ^ │ Meteorol. │ │ │ │ └─┤ regulácia │ │H/G │ +zvukové B │ H/E│ │ predpovede ├─┘ │ │ │ poschodia ├─┘ │ zariadenie │ └─┤ C │ │ │ └────────────┘ └─┬─┬───────┬─┘ └──┬─────────┘ │ │ ^ │ │ │ │ ^ │ │ │H/D ┌─────────┘ │ └─────────┐ │*MT H/E│ │ │ │ │ │H/J │ │ │ │ │ │ ┌───────────┴┐ └───> audio ┌┴─┴─────────┐ │ │ │ └─┤ Služby │ │ Taxono. ├─┘ │ │ │ kúrenia │ *KT │ systém │ │ └───┤ D ├───────────────────────────┤ E ├───┘ └────────────┘ └────────────┘ Dátové prepojenie server/klient medzi softvérovými procesmi v pamäti domového servra A) Webový server Klingon, ktorý zabezpečuje komunikáciu medzi viacerými ambientami, napríklad ambient domova a ambient v zamestnaní. B) Procesy realizujúce umelú produkciu reči, notifikačné zvuky a informačné zvuky o scénach. Ich výstup je pripojený na NF zosilňovač s prepínačom. C) Proces zabezpečujúci aktuálne meteorologické údaje, ktoré získava z internetu. D) Procesy vykurovania, ktoré riadia zariadenia kotolne a regulujú vykurovanie. E) Taxonometrické procesy realizujúce rozpoznávanie osôb, rozpoznávanie interiérových a exteriérových scén a hlásenia súvisiace s pohybom osôb. F,G) Procesy zónovej regulácie prízemia a poschodia. M) Procesy realizujúce sprostredkovanie meraných hodnôt, veličín a rozpoznávanie kriviek meraného signálu. Dátové prepojenie medzi softvérovými procesmi a príslušným hardvérom zo schémy aaa je vyjadrené šípkou s označením H/X. 48 X je pritom označenie príslušnej hardvérovej zložky zo schémy aaa. Niektoré meteorologické hlásenia a hlásenia vykurovacieho systému sú naviazané na pohyb osôb. Túto naviazanosť sprostredkúvajú dátové prenosy *MT a *KT. Každá skupina procesov danej oblasti služieb má k dispozícii syntetizér a je dostupná aj cez WEB. Zabezpečujú to dátové prepojenia server/klient s webovým servrom (A) a s procesmi realizujúcimi hlasovú syntézu (B). 49 4.3 Schéma audiosystému, ktorý je súčasťou ambientného systému RUDO mikrofón mikrofón mikrofón mikrofón exteriérový exteriérový exteriérový exteriérový Sever Východ Juh Západ ─── ─── ─── ─── \ / \ / \ / \ / ┬ ┬ ┬ ┬ │ │ │ │ ┌──────┴──────┐ ┌──────┴──────┐ ┌──────┴──────┐ ┌──────┴──────┐ │ spektrálna │ │ spektrálna │ │ spektrálna │ │ spektrálna │ │ filtrácia │ │ filtrácia │ │ filtrácia │ │ filtrácia │ │ 1 zosilenie │ │ 1 zosilenie │ │ 1 zosilenie │ │ 1 zosilenie │ │ 2 šírka │ │ 2 šírka │ │ 2 šírka │ │ 2 šírka │ │ 3 pásmo │ │ 3 pásmo │ │ 3 pásmo │ │ 3 pásmo │ └──┬──────────┘ └──┬──────────┘ └──┬──────────┘ └──┬──────────┘ │ ┌────────────┘ │ │ │ │ ┌─────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌──────────────────────────────────────┘ V│ V│ V│ V│ ┌──┴──┴──┴──┴──┐ ─── mikrofón ┌───────────┐ │ mini │ \ / interiérový │ tesniace │ │ audio │ < ┬ v pracovni │ slúchadlá │ │ mixážne ├──────┘ └──┬────────┘ │ zariadenie ├───────────────────────────┘ └──┬────────┬──┘ > │ │ <> audio │ └──────────────────────────┐ V│ │ ┌──┴──────────┐ ┌─────────────┐ ┌──┴──────────┐ │ │ > │ koncový │ │ dominantná ├──────────<> │ crossover ├───┤ stupeň │ │ pracovná │ LAN │ │ │ 4 + 1 │ │ počítačová │ smer └─────────────┘ └──┬─┬─┬─┬─┬──┘ │ stanica │ domový ┌───────────────┘ │ │ │ │ └─────────────┘ miniserver │ ┌────┘ │ │ └───────────────────────────┐ │ │ │ └────────────────┐ │ │V │V └─────┐V │V │V ┌────┴────┐ ┌────┴────┐ ┌────┴────┐ ┌────┴────┐ ┌────┴────┐ │ ľavé │ │ ľavé │ │ repro │ │ pravé │ │ pravé │ │ predné │ │ zadné │ │ super │ │ zadné │ │ predné │ │ repro │ │ repro │ │ bass │ │ repro │ │ repro │ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ 1 - Zosilnenie vybraného pásma 2 - Šírka vybraného pásma 3 - Stredná frekvencia vybraného pásma crossover - rozdelenie audio signálu na 4 + super bass 50 4.4 Schéma zapojenia zariadení kotolne, ktoré obsluhuje ambientný systém RUDO ┌───┐┌───┐ Vstup LAN z domového<>─────┐ │ts6││ts7│ miniservra │ └─┬─┘└─┬─┘ │ │ │ ┌───────────────────────────┴──────┴────┴───┬───┐ │ K L │ts5│ │ Riadiaca elektronika v kotolni └───┤ │ ├────<220V │ A B C D E FG H I J │ sieť └──┬──────────┬─┬──┬─┬───────────┬┬─┬─┬──────┬──┘ │ │ │ │ │ ││ │ │ │ │ │ │ │ │ ││┌┴─┴┐ │ │ │ │ │ │ │││ec2├──┬──┼─>smer │ │ │ │ │ ││└─┬─┘ │ │ do okruhu │ < │ │ ┌┴─┴┐ > ││ │ ┌─┴─┐│ radiátorov │ ┌─────┼─┼─┤ec1├─┬─────┐ ││┌─┴─┐│mv1││ <─┐ │ │ │ │ └───┘ │ │ │└┤ts4│└─┬─┘└──┐ │ │ │tv │ └──┐ │tv │ │ └─┬─┘ │ │ ┌─┴──┬─┴─┬──┼─┐ ┌┴──┬─┴─┬──┼─┐ │ │ │ ┌┴───┬─┴─┬─┐ │uvh │ts1│ └┐│ │sw │ts2│ └┐│ │ │sm │ │ │ts3│ │ │ └───┘ ┌─┘│ │ └───┘ ┌─┘│ ┌┴──┴───┴┐ │ └───┘ │ │ výmenník └─┐│ │ └─┐│ │ štvor- │ │ │ │ na ohrev ┌─┘│ │ plynový ┌─┘│ │ cestný │ │ kotol na │ │ vody └─┐│ │ kotol └─┐│ │ ventil │ │ pevné │ │ ┌─┘│ │220 ┌─┘│ └┬──────┬┘ │ palivo │ │uvs └┐ │ │ V plyn └┐ │ │ │ │ │ └─┬─────────┼─┘ └─┬───┬────┼─┘ │ │ └─┬────────┘ │ │tv │ │ │tv │ │ │ >─┘ │ │ │ │ │ └─────┴──┘ │ │ │ V z okruhu │ plyn>────┘ │ │ radiátorov └───────────────┴─────┘ ts1 - Teplotný senzor 1, vstup elektroniky A, teplota úžitkovej vody vo výmenníku ts2 - Teplotný senzor 2, vstup elektroniky C, teplota technickej vody v plynovom kotli ts3 - Teplotný senzor 3, vstup elektroniky J, teplota technickej vody v kotli na pevné palivo ts4 - Teplotný senzor 4, vstup elektroniky G, meranie teploty technickej vody v radiátorovom okruhu ts5 - Teplotný senzor 5, meranie teploty riadiacej elektroniky ts6 - Teplotný senzor 6, vstup elektroniky K, meranie vonkajšej teploty ts7 - Teplotný senzor 7, vstup elektroniky L, orientačné meranie interiérovej teploty ec1 - Elektromotorický ventil v sérii s čerpadlom 1, výstup elektroniky D riadenie ventila, výstup elektroniky E napájanie čerpadla, zapínanie ohrevu vody ec2 - Elektromotorický ventil v sérii s čerpadlom 2, výstup elektroniky H riadenie ventila, výstup elektroniky I napájanie čerpadla, zapínanie vykurovania 51 mv1 - Manuálny ventil 1, otvára sa pri manuálnom vykurovaní uvs - Úžitková voda studená uvh - Úžitková voda horúca tv - Technická voda sw - Zapínanie plynového kotla, výstup elektroniky B, sm - ServoMotor ovládanie, vstup / výstup elektroniky F V ďalšej časti bude ukázaný pracovný postup pri používaní elektrického náradia, ktorý kompenzuje zrakové znevýhodnenie v zmysle bezpečnosti práce a aj v zmysle praktického využitia, vŕtačky, elektrického skrutkovača, vibračnej brúsky, kotúčovej brúsky, chvostovej kmitacej píly, pokosovej kotúčovej píly a elektrického vŕtacieho kladiva. 52 10 Kompenzácia zrakového znevýhodnenia pri obsluhe elektrického náradia Jedným z najdôležitejších cieľov organizácií zameraných na pomoc nevidiacim ľuďom je realizácia kurzov mobility a sebaobsluhy. Pod pojmom sebaobsluhy nevidiacich sa pritom rozumie samostatnosť pri bežných osobných potrebách a prácach v domácnosti. Napriek tomu, že nevidiaci ľudia získavajú v tejto oblasti pozoruhodné zručnosti, v spoločnosti zdravých ľudí stále pretrváva pred nimi istá miera obavy. Vidiaci človek si často nie je istý, ako má zareagovať alebo má obavu z nadmernej záťaže pri pomoci zrakovo znevýhodneným ľuďom. Pomocou metodiky z oblasti kognitívnej psychológie je možné dokázať, že nevidiaci človek môže byť samostatný aj pri náročnejších technických prácach. V tejto súvislosti poukazujeme na bezpečnosť práce a na možnosti využitia elektrického náradia nevidiacim človekom. Pretože je bezpečnosť práce pri takejto aktivite veľmi dominantná, vychádzame z dlhodobého testovania v praxi. Nevidiaci môže svojou zručnosťou pomáhať aj vidiacim ľuďom, pričom využije bežné náradie bez jeho ďalších technických úprav. 10.1 Sociálny aspekt a výber náradia Zdravotné znevýhodnenie úplnej slepoty vyvoláva medzi zdravými ľuďmi veľmi negatívne predstavy týkajúce sa schopností nevidiacich. Z tohoto dôvodu majú niektorí zdraví ľudia sklon k nadmernej pomoci nevidiacim, pričom zároveň vzniká obava z nadmernej záťaže pri takejto asistencii. Ak sa miera asistencie stanoví z morálneho i vecného hľadiska správne, v konečnom dôsledku sa nevidiacim otvoria ďalšie možnosti v oblasti socializácie, pričom sa môžu stať pre spoločnosť užitoční nadobudnutím nových zručností. Na základe správy Svetovej zdravotníckej organizácie predpokladáme, že sa na svete nachádza dostatočne veľká skupina nevidiacich ľudí, ktorí majú motiváciu a schopnosti využiť výsledok nášho výskumu v oblasti miery bezpečnosti práce s elektrickým náradím a efektivity jeho využitia. Časť cieľovej skupiny nevidiacich môže navyše žiť v okolnostiach (rodinný dom), v rámci ktorých nami odporúčané postupy pri používaní elektrického náradia výrazne zlepšia kvalitu ich života. V tomto výskume sme vychádzali z dlhodobého projektu, ktorý prebieha na akademickej pôde Fakulty prírodných vied Univerzity Mateja Bela už od roku 1997. V rámci tejto aktivity boli v praxi vyvinuté a testované viaceré pomôcky pre nevidiacich. V tomto článku sa chceme zamerať na technickú stránku vývoja, pri ktorej nevidiaci vývojár úspešne používal pri svojej práci nižšie špecifikované elektrické náradie. Na základe metodiky z oblasti kognitívnej psychológie sme dokázali, že takúto prácu môžu robiť aj iní nevidiaci na celom svete. Testovanie a vyhodnocovanie výsledkov v tomto dlhodobom projekte trvalo doteraz 24 rokov. Výsledkom testovania je produkt - hardvér, softvér a technická inštalácia asistujúceho systému pre nevidiacich, ktorý bol nevidiacim človekom vytvorený a technicky nainštalovaný do inteligentnej budovy rodinného domu. O využívaní elektrického náradia nevidiacim človekom sme doteraz publikovali v dvoch medzinárodných 53 vedeckých časopisoch. Schopnosti nevidiacich nadobúdať zručnosti aj v tejto oblasti budú ukázané na špeciálnom prístupe pri používaní štyroch druhov elektrického náradia: 1. vŕtačka a elektrický skrutkovač, 2. kotúčová a vibračná brúska, 3. kotúčová a chvostová kmitacia píla, 4. elektrické vŕtacie kladivo. Cieľom nášho výskumu bolo pre štyri vyššie uvedené skupiny náradia dokázať, že sú použiteľné aj pre nevidiacich ľudí, pričom ale pri ich správnom špeciálnom používaní nevzniká zvýšené bezpečnostné riziko. Pri dokazovaní boli použité metodiky z oblasti kognitívnej psychológie. 10.2 Bezpečnosť a ochrana zdravia pri práci Vo všeobecnosti pre zdravých i zrakovo znevýhodnených ľudí platí, že technické práce s elektrickým náradím, ktoré pri používaní vyžaduje zvýšenú opatrnosť, nemôže robiť človek, ktorý k takýmto prácam nemá vzťah, nadanie a technickú zručnosť. K vážnym úrazom môže prichádzať aj pri používaní obyčajného noža, skrutkovača, kladiva a podobne. Preto je veľmi dôležité uvedomiť si, že týmto článkom neotvárame možnosť využitia elektrického náradia pre každého nevidiaceho človeka! Keď chce zdravý človek použiť elektrické náradie vyžadujúce zvýšenú opatrnosť, ide v prvom rade o jeho vlastné rozhodnutie, ktoré vykoná na základe posúdenia svojich osobných schopností takúto prácu bezpečne vykonávať. Rovnaký prístup musí mať aj nevidiaci človek! Ak je ale nevidiaci človek technicky nadaný a má potrebu vykonávať technické práce, napríklad žije v rodinnom dome so svojou rodinou, potom môžeme špecifikovať elektrické náradie, ktoré je pre neho rovnako bezpečné resp. nebezpečné ako aj pre vidiaceho človeka. Špecifikované elektrické náradie sme rozdelili do štyroch skupín a v tomto článku opisujeme špeciálny postup práce pri ich obsluhe. Z článku zároveň vyplynie, že takýto špeciálny a bezpečný postup pri práci sa nedá navrhnúť pre každé elektrické náradie. Veľmi dobrým príkladom je typ kotúčovej píly, ktorý poznáme pod názvom cirkulár, ktorý neobsahuje požadované ochranné prvky a oporné pracovné body vyžadované pri práci pre nevidiaceho človeka. Na záver tejto kapitoly je potrebné zmieniť sa o manuáloch, ktoré bývajú dodávané k elektrickému náradiu. Jedna kapitola je tam vždy venovaná bezpečnosti a ochrane zdravia pri práci, teda spôsobu, ako dané náradie používať, aby nedošlo k úrazu. Túto kapitolu by si mal povinne prečítať každý používateľ. 10.3 Používanie elektrického náradia nevidiacimi ľuďmi V tejto kapitole sa zaoberáme správnym výberom a použitím elektrického náradia tak, aby sa nezvýšilo riziko úrazu pri práci nevidiaceho v porovnaní s vidiacim človekom. Keďže sa budeme zaoberať výlučne elektrickým náradím, je potrebné na úvod upozorniť čitateľa, že nevidiaci človek môže bez problémov používať klasické (neelektrické) náradie ako skrutkovače, kladivo, dláto, rôzne typy 54 klieští, zverák, ručnú pílu a podobne. Pri dlhodobom testovaní výberu a použitia elektrického náradia nevidiaci pri konštrukcii používal aj klasické náradie bez akýchkoľvek technických komplikácií. Preto, ak sa zaoberáme správnym výberom a použitím elektrického náradia, automaticky predpokladáme, že nevidiaci popri tom bude používať najrozličnejšie typy klasického náradia. Ďalšie podkapitoly budú rozdelené vždy na dve časti, z ktorých prvá sa bude zaoberať správnym výberom elektrického náradia pre používanie nevidiacim človekom. Druhá časť bude pojednávať o jeho správnom použití, pri ktorom nevidiaci dokáže vykonať požadované zadanie bez zvýšeného rizika úrazu. V závislosti od typu náradia niekedy výber nehrá až tak dôležitú roľu. Pri používaní je ale vždy potrebné zachovať jednoduchý postup vychádzajúci zo záverov kognitívnej psychológie, ktorý zaručí potrebnú bezpečnosť pri práci. Vo všetkých podkapitolách predpokladáme, že bol nevidiaci používateľ oboznámený s návodom na použitie pre dané elektrické náradie. 10.3.1 Vŕtačka a elektrický skrutkovač Súčasné elektrické skrutkovače a vŕtačky spĺňajú potrebné kritériá bezpečnosti práce aj pre nevidiacich používateľov. Preto nie je potrebné v tomto zmysle ich špeciálne vyberať. Skrutkovanie je pritom činnosť, ktorá nevyžaduje rozdelenie práce do postupnosti jednoduchých, základných činností. Z tohoto dôvodu sa v tejto kapitole zameriame výlučne na vŕtanie elektrickým skrutkovačom alebo vŕtačkou. Zásadným problémom pri tejto činnosti je označenie miesta, kde má byť na materiáli vytvorený otvor. Vidiaci človek si odmeria vzdialenosti, miesto označí ceruzou a na danom mieste si pomocou ostrého oceľového špicu a kladiva vytvorí jamku pre vrták. Takýto postup nevidiaci človek zopakovať nedokáže, preto je potrebné nájsť iný postup, pri ktorom bude pri vŕtaní dosť presný a zároveň nedôjde ku zvýšenému riziku úrazu. Na tomto mieste je potrebné zmieniť sa o vlastnosti vrtákov do železa s priemerom <= 4 mm, ktorá bola odskúšaná dlhodobým empirickým testovaním. Konštruktér môže položiť prsty na bočnú stranu točiaceho sa vrtáka a ak pritom zásadným spôsobom nezvýši tlak prstov na vrták, určite nedôjde k úrazu poškodenia pokožky. Dôležitou pripomienkou je, že sa jedná len o dotyk z bočnej strany, nie o dotyk na vŕtajúci hrot. Na základe tohoto empirického záveru si môže nevidiaci konštruktér položiť tenký vrták hrotom na materiál (najlepšie do 3 mm, aby sa v začiatkoch vŕtania neposunul), posunúť ho na požadované miesto a kontrolou pomocou hmatu predvŕtať malý otvor. Tento malý otvor potom zväčší vrtákom požadovanej veľkosti, ktorý už nemusí kontrolovať hmatom, lebo je pri vŕtaní vedený malým predvŕtaným otvorom. Avšak ostáva stále otvorená otázka presného vŕtania, napríklad pri vŕtaní rastra otvorov, ktorý má umožňovať vyžarovanie zvuku, lebo je za ním umiestnený reproduktor. Takýto raster otvorov musí byť presný, inak by sa mohli niektoré otvory vŕtaním prepojiť, čím by vznikali väčšie neestetické otvory. Na presné vŕtanie nevidiaci používa oceľové šablóny, pásiky predvŕtaných otvorov so vzdialenosťami napríklad 5 mm, ktoré majú na konci zarážku. Otvory na šablóne sú pre nevidiaceho konštruktéra ľahko hmatateľné. Ich počítaním si môže vybrať požadovanú vzdialenosť medzi otvormi, ktoré chce v materiáli vytvoriť. Keď nevidiaci priloží zásek jednej šablóny na hranu zariadenia 55 a v pravom uhle na ňu druhú šablónu, môže prevŕtať otvor v uhle daného rastra. Po vytvorení otvorov v uhloch, preloží šablónu ponad vytvorené otvory v smere sprava doľava a zafixuje ju prestrčením dvoch skrutiek v uhloch zároveň cez šablónu a aj materiál. Cez zafixovanú šablónu prevŕta zostávajúce otvory na hrane rastra. Postup zopakuje aj pre protiľahlú hranu. Nakoniec takýmto spôsobom vytvorí aj všetky zostávajúce otvory. Ďalším typom oceľového príložníka je maketa štvorcového tvaru s hrúbkou 5 mm, ktorá má v uhloch predvŕtané otvory pre nevidiaceho ľahko hmatateľné. Tieto otvory sú vzdialené od hrán: 1. uhol A - 3 mm, 2. uhol B - 4 mm, 3. uhol C - 5 mm, 4. uhol D - 8 mm, 5. uhol A - druhý otvor 10 mm, 6. uhol B - druhý otvor 15 mm. Túto maketu nevidiaci priloží na uhol materiálu tak, aby si hmatom mohol overiť zarovnanie hrán makety a materiálu. Potom prevŕta príslušný otvor do uhla materiálu s takou presnosťou, že môže priskrutkovať dva komponenty a hrany materiálov sú pritom vo vzájomnom súlade (viď druhú časť videa): https://zenodo.org/record/5878547 Takýmto spôsobom môže nevidiaci vŕtať otvory tak, aby vzájomne korešpondovali a mohli byť použité na spájanie materiálov pomocou skrutiek. Obmedzenie tohoto postupu je, že si nevidiaci nemôže presne zamerať ideálne umiestnenie otvorov, musí sa držať predvŕtaných rozostupov na maketách. Pri konštrukcii prototypov a doma vyrábaných zariadení však ide o nepodstatné obmedzenie, ktoré nikdy nespôsobilo neriešiteľný problém pri konštrukcii zariadení počas testovacieho obdobia. Ak je navyše nevidiaci vybavený väčším sortimentom oceľových príložníkov a makiet, zmienené obmedzenie nemusí pri práci vnímať ako obmedzenie. Zaujímavým zistením je, že je pri používaní makiet a príložníkov nevidiaci konštruktér niekedy rýchlejší a presnejší ako vidiaci človek, ktorý si musí vzdialenosti merať a nanášať ceruzkou. V tejto súvislosti je potrebné poznamenať, že by sada oceľových príložníkov a makiet určená na presné vŕtanie mohla byť veľmi zaujímavou kompenzačnou pomôckou, ktorá by mohla byť nevidiacim k dispozícii v špecializovaných predajniach. 10.3.2 Kotúčová a vibračná brúska Pri úvahe o využiteľnosti vibračnej brúsky sme vychádzali z vlastností kotúčovej vibračnej píly, ktorá sa používa v zdravotníctve na rezanie sádry. Rezný kotúč na takejto píle sa neotáča, ale len vibruje v smere otáčania s nízkou amplitúdou vibrácie. Preto pri kontakte s tvrdým materiálom sádry dochádza k rozrušeniu, rezaniu sádry, avšak pri kontakte s pokožkou, ktorá je pružná, poranenie nehrozí. Na základe toho sme empiricky testovali vibračnú brúsku, ktorá na brúsenie používa brúsny papier. Toto náradie sa správa podobne, ako vyššie spomínaná vibračná píla. Pri kontakte s dlaňou človeka sa 56 brúsna energia odovzdáva minimálne, avšak pri kontakte s tvrdým materiálom dochádza k výraznému brúsnemu efektu. Z tohoto dôvodu sme toto zariadenie zahrnuli medzi nástroje, ktoré sú pre nevidiaceho človeka pri používaní bezpečné. Kotúčová elektrická brúska môže byť v niektorých technických prevedeniach pre nevidiaceho nebezpečná. Preto je veľmi dôležité klásť dôraz na výber technického prevedenia tohoto náradia tak, aby neobsahoval päť nižšie uvedených rizikových technických špecifík: 1. ochranný kryt brúsneho kotúča, 2. nadmernú zrnitosť brúsneho kotúča, 3. priemer brúsneho kotúča väčší ako 120 mm, 4. hrúbku kotúča menšiu ako 10 mm, 5. počet otáčok kotúča vyšší ako 2500 za minútu. Ak je brúsny kotúč chránený krytom, môže dôjsť pri brúsení k zachyteniu časti dlane medzi brúsny kotúč a ochranný kryt. V takomto prípade by došlo k vážnemu zdravotnému poškodeniu nevidiaceho technika. Brúska bez ochranného krytu musí mať z bezpečnostného hľadiska menší priemer kotúča a brúsny kotúč musí patriť medzi nadmerne tvrdené brúsne materiály. Takéto brúsne kotúče sa štandardne vyrábajú a elektrickú brúsku je možné nimi technicky dodatočne vybaviť. V druhom prípade sa jedná o požiadavku, aby mal brúsny kotúč pomerne jemnú zrnitosť a aby sa malé brúsne čiastočky z neho nadmerne neodlamovali. Pri brúsení sa niekedy nevidiaci technik zľahka dotkne o točiaci sa brúsny kotúč. Pri hrubšej zrnitosti a nevhodnej akosti brúsneho kotúča by potom dochádzalo k poškodzovaniu kože. V zdravotníctve, v oblasti plastickej chirurgie, sa vyžaduje brúsenie kože, pričom je špecifikovaná aj taká akosť brúsneho materiálu, ktorá brúsi suchú, tvrdú kožu, avšak zdravú, pružnú ponecháva pri správnom zaobchádzaní nezmenenú. Táto vlastnosť brúsnych materiálov nás viedla k empirickému testovaniu a výberu tvrdeného brúsneho kotúča s malým priemerom a jemnou zrnitosťou. Pri takejto výbave elektrickej kotúčovej brúsky nevidiacemu nehrozí vážne zdravotné poškodenie ani vtedy, keď sa zľahka dotkne otáčajúceho sa brúsneho kotúča. Správny výber v prvých dvoch bodoch ale nezaručuje nevidiacemu bezpečné brúsenie, ak pritom nie sú zachované aj ďalšie tri technické požiadavky. Brúska s vysokým počtom otáčok alebo s kotúčom, ktorý má priveľký priemer naberá vysoký brúsiaci efekt aj pri pružných materiáloch, teda môže pri dotyku vážne poškodzovať kožu. Podobne ak je brúsny kotúč tenký, vzniká jeho rezný efekt, a teda zvýšené riziko pri práci. Ďalej uvedieme technické špecifiká elektrickej kotúčovej brúsky, ktorú nevidiaci konštruktér dlhodobo používal bez zdravotného poškodenia pri jej obsluhe: 1. brúska s jedným brúsiacim kotúčom bez ochranného krytu, 2. tvrdený kotúč s jemnou zrnitosťou, 3. priemer brúsneho kotúča 100 mm, 4. hrúbka kotúča 20 mm, 5. počet otáčok kotúča 2000 za minútu. Vyššie uvedená špecifikácia elektrickej kotúčovej brúsky obsahuje vo všetkých bodoch nižšie hodnoty, ako sú nami empiricky určené rizikové hranice. Táto brúska bola preto pre nevidiaceho pri práci bezpečná, zároveň ale nestratila potrebnú brúsiacu razanciu pri 57 brúsení tvrdých materiálov ako sú kovy, drevo a plasty (viď druhú časť videa): https://zenodo.org/record/5878547 V podkapitole 10.3.1 bol položený dôraz na správne používanie náradia pri vŕtaní. Elektrická kotúčová brúska má úplne iné technické špecifiká, preto je pre nevidiaceho najdôležitejší správny výber a technické prevedenie. Pri brúsení sa nevidiaci orientuje hmatom po obvode okraja motora a na základe tejto hmatovej navigácii prikladá brúsený materiál na povrch brúsneho kotúča, ktorý je od okraja motora vzdialený približne 30 mm. Brúsený materiál je potrebné popri brúsení chladiť v nádobe s vodou (pokiaľ sa jedná o kov) a po krátkom schladení kontrolovať pomocou hmatu, a brúsenie prípadne opakovať. 10.3.3 Kotúčová a chvostová kmitacia píla Pílenie je pre nevidiaceho technika skutočnou výzvou. V zásade ide o to, že si počas pílenia nemôže pomocou hmatu dostatočne kontrolovať sklon, uhol pílenia. Prakticky ide vždy o dva možné stavy: 1. nereže a nastavuje sklon, 2. reže a nemá aktuálnu spätnú väzbu o sklone rezania. Z bezpečnostného hľadiska je zjavné, že popri pílení nemôže hmatom kontrolovať sklon, neodporúča sa to ani pri pílach, ktoré niečo také v zásade umožňujú - ručná píla a elektrická chvostová kmitacia píla. Preto je zväčša rezná plocha zameraná nepresne, čo je pri technických riešeniach neprijateľná situácia. Ak je potrebné odrezať časť materiálu bez potreby presného rezania, môže použiť ručnú alebo elektrickú chvostovú pílu. Chvostová píla nevyžaduje ani špeciálny výber ani špeciálne zaobchádzanie. Na presné rezanie materiálov môže nevidiaci konštruktér použiť elektrickú kotúčovú stojanovú pílu, ktorá umožňuje pred začatím rezania nastavenie sklonu a upevnenie rezaného materiálu k stojanu píly. Pri samotnom rezaní má nevidiaci technik ruky mimo reznej čiary. Súčasné píly tohoto druhu majú navyše rezný kotúč krytý ochranným púzdrom, z ktorého sa kotúč vysunie len pri rezaní. Píla preto neohrozuje konštruktéra ani pri dojazde rezného kotúča (viď druhú časť videa): https://zenodo.org/record/5878547 Súčasné kotúčové stojanové píly sú vybavené krytmi rezných kotúčov, čo je zárukou bezpečnosti práce na takej úrovni, že nie je potrebné pre nevidiaceho technika pílu vyberať s nadštandardnými špeciálnymi požiadavkami. Podobne pri samotnom rezaní nevzniká špecifická situácia spôsobená zrakovým znevýhodnením. Jediným špecifikom zostáva presné zameranie reznej čiary na rezanom materiáli ešte pred začatím rezania. Aby mohol nevidiaci konštruktér presne zamerať hranu reznej čiary, potrebuje spravidla oceľový príložník, ktorý je potrebné vyrobiť špeciálne pre danú pílu. Pri rezaní materiálov si môžeme položiť otázku, či nevidiaci konštruktér vníma polohy svojich rúk a či sa teda nemôže stať, že sa jeho prsty náhodou dostanú do nebezpečnej oblasti reznej čiary. Ak ide 58 o zdravého človeka bez ďalších neurologických znevýhodnení, nevidiaci presne vníma polohy svojich rúk. Preto sa v rámci kurzov sebaobsluhy nevidiaci vedú aj k práci v kuchyni, kde používajú nože, sekáčik na mäso, nožnice a ďalšie nástroje, ktoré vyžadujú znalosť polohy rúk a prstov. Rezanie materiálov je v tomto smere identický problém a pri použití kotúčovej píly z videa nedochádza k zvýšenému riziku pracovného úrazu. 10.3.4 Vŕtacie kladivo Pri konštrukcii AmI systému RUDO sa vyžadovali aj malé stavebné zásahy, potrebné pre inštaláciu dátových a energetických vedení vo vytváranej inteligentnej budove. Pre tieto účely používal nevidiaci konštruktér elektrické vŕtacie kladivo so sadou 600 a 900 mm dlhých vrtákov určených na vŕtanie do betónu. Bolo použité 3.5 kilogramové kladivo, ktoré svojou hmotnosťou postačovalo na vytváranie požadovaných stavebných otvorov, ale zároveň bolo dostatočne praktické aj na prenášanie a prácu v technicky komplikovanom prostredí. Vŕtacie kladivá vyrábané v súčasnosti nevyžadujú špeciálny výber na prácu pre nevidiacich technikov. Pokiaľ sa pri práci používa krátky vrták, situácia je podobná vŕtaniu otvorov do materiálov pomocou bežnej vŕtačky alebo elektrického skrutkovača (viď 10.3.1). Odlišný prístup nastáva pri použití dlhých vrtákov, lebo nie je technicky možné držať vŕtacie kladivo a zároveň sa hmatom uistiť, že je hrot vrtáka na správnom mieste. Pri tomto špecifickom prípade je potrebné najskôr navŕtať stavebný otvor krátkym vrtákom a v druhom kroku ho predĺžiť vrtákom dlhým. Hrot dlhého vrtáka je zafixovaný v predvŕtanom otvore a nevidiaci ho už nemusí kontrolovať pomocou hmatu. 10.4 Diskusia Pri príprave materiálov je potrebné vŕtať, rezať a brúsiť v najrozličnejších kombináciách. Pretože niektoré činnosti nevidiaci vykoná skôr a niektoré neskôr, celkový čas prípravy je zrovnateľný s vidiacim konštruktérom. Pri tomto porovnaní vychádzame z predpokladov: - nevidiaci je nadaný a technicky zručný, - je oboznámený s technickými možnosťami elektrického náradia a nadobudol pri jeho používaní zručnosť, - je oboznámený so všetkými pomocnými oceľovými šablónami, maketami a príložníkmi. Napriek tomu si musíme položiť otázku, ako je možné, že je efektivita nevidiaceho človeka v časovom aj kvalitatívnom zmysle zrovnateľná, s efektivitou vidiaceho pracovníka. V zásade ide o prístup, v ktorom nevidiaci získava čas zníženou variabilitou technických možností, ako napríklad vŕtanie alebo rezanie s pomocou šablón, pri ktorom sú vzdialenosti už určené. Zároveň je technický postup vedený tak, že od nevidiaceho vyžaduje viac takej práce, kde získava čas a menej technických úkonov, kde čas stráca, ako napríklad rezanie s požiadavkou merania alebo vytváranie stavebných otvorov. 59 Konštrukcia prototypov takýto technický postup umožňuje, preto sa v tejto oblasti môže nevidiaci efektívne uplatniť. Podobne pri domácich prácach, kde nevidiaci nie je limitovaný časom, navrhované technické postupy mu umožnia samostatnosť aj pri údržbe domácnosti v rodinnom dome. Ak by sa od nevidiaceho človeka vyžadovalo výlučne rezanie mechanických komponentov s potrebou merania vzdialeností alebo vytvárania stavebných otvorov, prácu by síce vykonal, ale z časového hľadiska by bol výrazne neefektívny. Naopak, ak by mal vŕtať alebo rezať s použitím šablón prípadne materiál brúsiť, jeho výkon by bol z časového hľadiska zarážajúco efektívny. Preto je jedným z najdôležitejších momentov návrh takého technologického postupu, aby sa pri ňom práce nevidiaceho človeka striedali v požadovanom pomere, čím sa jeho výkon začne z celkového hľadiska podobať výkonu vidiaceho pracovníka. Pri konštrukcii prototypov je uvádzaný návrh technologického postupu umožnený s použitím štandardne vyrábaných inštalačných krabíc, obalov pre vývoj elektrotechnických zariadení a množstva ďalších výrobkov, ktoré nevidiacemu umožnia vynechať z konštrukcie pre neho časovo náročnejšie technické úkony. Video použité v tomto článku je súčasťou vedeckej publikácie, ktorá bola vydaná v roku 2022 vo vydavateľstve IEEE Access v USA: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3144109 10.5 Závery Týmto článkom sme ukázali, že primerane nadaní a zruční nevidiaci ľudia môžu vykonávať aj zložitejšiu technickú prácu bez zvýšeného rizika úrazu. Pri tejto práci môžu byť dostatočne efektívni, na základe čoho si v tejto oblasti pri špeciálnych podmienkach a využití môžu hľadať aj profesijné uplatnenie. Druhým dôležitým záverom je, že sa takáto zručnosť pri technických prácach dá uplatniť aj v rámci sebaobsluhy pri domácich prácach. Obzvlášť, ak nevidiaci človek žije v rodinnom dome, technologické postupy uvedené v tomto článku mu umožnia výrazne zvýšiť kvalitu jeho života. V neposlednom rade sa závery tejto štúdie týkajú aj sociálnej oblasti života nevidiacich ľudí. Nie je zriedkavosťou, že vidiaci človek prežíva pri kontakte s nevidiacim istú mieru strachu z nadmernej záťaže pri asistencii tomuto zdravotne znevýhodnenému človeku. Podobne vidiaci ľudia niekedy automaticky zhodnotia, čo všetko daný nevidiaci nemôže vykonať a začnú to vykonávať za neho napriek tomu, že by to mohol zvládnuť aj on sám. Takto vzniká neprimeraná ľútosť, strach zo záťaže pri asistencii a nadmerná ochota pomáhať, čo vedie k sociálnej osamotenosti nevidiacich ľudí. Závery o technických možnostiach a zručnosti nevidiacich pri technických prácach sú preto vnímané aj v sociálnom rozmere. V niektorých prípadoch nevidiaci človek dokáže pomôcť vidiacemu aj v technickej oblasti, a pritom nie je hanba alebo nemorálne od nevidiaceho človeka takúto pomoc prijať. Pri štúdiách a skúmaní asistenčných technológií a špeciálnych prístupov ide o to, aby mohol byť nevidiaci človek integrovaný do spoločnosti, jedná sa teda aj o integráciu v sociálnej sfére. V ďalšej časti bude predstavený AmI RUDO ako asistujúci systém pri obsluhe domácej fotovoltickej elektrárne a pri využívaní obnoviteľných zdrojov energie vo všeobecnosti.