Έξυπνο Σύστημα Αναγνώρισης Χειρονομιών με Τεχνητή Νοημοσύνη για την Υποστήριξη Ατόμων με Κινητικές Δυσκολίες

Abstract

Η παρούσα εργασία εστιάζει στην ανάπτυξη ενός έξυπνου συστήματος αναγνώρισης χειρονομιών, το οποίο αποσκοπεί στη βελτίωση της ανεξαρτησίας και της ασφάλειας ατόμων με κινητικές δυσκολίες, αξιοποιώντας τεχνολογίες τεχνητής νοημοσύνης και Διαδικτύου των Πραγμάτων (IoT). Το σύστημα αυτό σχεδιάστηκε με γνώμονα την πρακτική χρησιμότητα και τη βελτιωμένη αλληλεπίδραση των χρηστών με το περιβάλλον τους, επιτρέποντας τον έλεγχο συσκευών, την αποστολή ειδοποιήσεων και την επικοινωνία, αποκλειστικά μέσω χειρονομιών. Για τον σχεδιασμό του, πραγματοποιήθηκε συλλογή δεδομένων μέσω ερωτηματολογίων, ώστε να καταγραφούν οι ανάγκες και οι προτιμήσεις των χρηστών και να εξασφαλιστεί η λειτουργικότητα του συστήματος σε πραγματικές συνθήκες. Καινοτομία της παρούσας εργασίας αποτελεί η χρήση τεχνητής νοημοσύνης για την αναγνώριση χειρονομιών, η οποία επιτρέπει στους χρήστες να εκτελούν ενέργειες όπως η αποστολή μηνυμάτων SOS, ο έλεγχος ηλεκτρικών συσκευών και η ειδοποίηση φροντιστών, χωρίς την ανάγκη φυσικής επαφής. Η εκπαίδευση του μοντέλου αναγνώρισης πραγματοποιήθηκε μέσω του Teachable Machine, εξασφαλίζοντας ακρίβεια και ευελιξία στην αναγνώριση διαφορετικών κινήσεων. Η υλοποίηση βασίστηκε σε πλατφόρμα Raspberry Pi [1], επιλεγμένη για τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, την ευκολία διασύνδεσης με περιφερειακές συσκευές (LED, buzzer) και την υποστήριξη αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης. Παράλληλα, το σύστημα επεκτάθηκε με την ενσωμάτωση της πλατφόρμας ThingSpeak και του MATLAB, παρέχοντας απομακρυσμένη διαχείριση και ειδοποιήσεις σε πραγματικό χρόνο. Συγκεκριμένα, τα δεδομένα των χειρονομιών καταγράφονται δυναμικά στο ThingSpeak, ενώ μέσω MATLAB αναπτύχθηκε μηχανισμός αυτόματης αποστολής e-mail σε φροντιστές, επιτρέποντας την παρακολούθηση της κατάστασης των χρηστών και την έγκαιρη ανταπόκριση σε έκτακτες ανάγκες. Το σύστημα σχεδιάστηκε με έμφαση στην προσβασιμότητα και την αξιοπιστία, παρέχοντας ένα ευέλικτο και φυσικό μέσο επικοινωνίας για άτομα που αντιμετωπίζουν κινητικούς περιορισμούς. Η ενσωμάτωση τεχνολογιών αιχμής, με γνώμονα τις πραγματικές ανάγκες των χρηστών, υπογραμμίζει τη δυνατότητα αξιοποίησης της τεχνητής νοημοσύνης και του IoT στην υποστήριξη ευάλωτων κοινωνικών ομάδων, ενισχύοντας την ανεξαρτησία και την ποιότητα ζωής τους.