توسعه راهکارهای هوشمند در زیست‌بوم توانبخشی کشور، گامی حیاتی در جهت افزایش استقلال فردی و ارتقای کیفیت زندگی توان‌یابان و سالمندان است. در همین چارچوب، پایگاه رسمی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری با انتشار گزارشی ویژه با عنوان «حمایت از استقلال سالمندان و توان‌یابان به کمک فناوری دانش‌بنیان»، دستاورد متخصصان شرکت دانش‌بنیان میکائیل در بومی‌سازی و تجاری‌سازی «سامانه کنترل‌کننده ویلچر برقی با فرمانهای صوتی و لمسی» را مورد توجه و تقدیر قرار داد.
بومی‌سازی پردازش گفتار فارسی
توسعه موتور هوش مصنوعی بازشناسی فرمانهای صوتی با قابلیت درک لهجه‌ها و گویش‌های متنوع ایرانی برای هدایت مستقل ویلچر برقی.
اطلاعات تکمیلی
به گزارش معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری: «اهمیت توسعه فناوری برای اقشار مختلف جامعه به‌ویژه گروه‌های دارای محدودیت‌های جسمی و سالمندان، فراتر از تولید محصول است؛ فناوری ابزاری واقعی برای شکستن مرز محدودیت‌ها و خلق آزادی عمل در زندگی روزمره به شمار می‌رود.»
نوآوری در ارگونومی کنترل: فناوری انحصاری «جوی‌استیک شناور»
یکی از پیچیده‌ترین معضلات کاربران مبتلا به بیماری‌های پیش‌رونده عصب-عضله (مانند دیستروفی، ALS یا ضایعات نخاعی گردنی)، ناتوانی در اعمال نیروی فیزیکی پیوسته به اهرم‌های مکانیکی جوی‌استیک سنتی است. در جوی‌استیک‌های فیزیکی مرسوم، کاربر ملزم به قرار دادن دقیق کف دست روی یک نقطه ثابت است که در ساعات متمادی موجب خستگی مفرط مفاصل و انحراف مهره‌ها میشود.
تیم تحقیق و توسعه میکائیل برای حل این چالش، قابلیت «جوی‌استیک شناور» (Floating Joystick) را بر روی اپلیکیشن اختصاصی اندروید توسعه داده است:
- تعیین نقطه مرجع دلخواه: لمس هر نقطه‌ای از صفحه تلفن همراه، همان نقطه را به عنوان مرکز مختصات خنثی (Neutral Zero) تعریف می‌کند.
- کاهش دامنه حرکتی: کشیدن انگشت در شعاع‌های مینیاتوری چند میلی‌متری، زاویه و شتاب چرخش ویلچر را با نرمی فوق‌العاده تنظیم می‌نماید.
- انعطاف در استقرار فیزیکی: توان‌یاب می‌تواند گوشی را بر روی زانو، میز کمکی یا بازوی متحرک تکیه‌گاه قرار داده و با کمترین انرژی فیزیکی، آزادی حرکت کامل را تجربه کند.
پل ارتباطی هوش مصنوعی: هدایت صوتی ویلچر به زبان فارسی
بخش دوم نوآوری برجسته‌شده در گزارش معاونت علمی، ماژول پردازش بلادرنگ گفتار (Real-Time Voice Control) است. هدایت یک وسیله نقلیه الکتریکی با فرمان صوتی نیازمند تضمین تاخیر نزدیک به صفر (Low-Latency) و ضریب اطمینان ۹۹.۹ درصدی در محیطهای پرسروصدا است.
ویژگی‌های برجسته این سامانه صوتی عبارتند از:
1. آموزش‌دیده بر اساس لحن‌ها و لهجه‌های اقصی نقاط ایران: الگوریتم یادگیری عمیق سیستم نسبت به تنوع تلفظ، واژگان فارسی و سطوح مختلف بلندی صدا کاملاً کالیبره شده است.
2. یکپارچگی سخت‌افزاری با سنسورهای اولتراسونیک: فرامین صوتی همواره تحت نظارت سنسورهای اولتراسونیک ممانعت از برخورد اجرا می‌شوند. در صورت صدور فرمان حرکتی به سمتی که مانع فیزیکی وجود دارد، سیستم هوشمند هشدار صوتی صادر کرده و از حرکت ممانعت می‌ورزد.
3. پردازش امن بر لبه (Edge Computing): فرآیند بازشناسی گفتار نیازی به اتصال پیوسته اینترنت نداشته و بر روی چیپ پردازشگر دستگاه آنالیز میشود؛ عاملی که قابلیت اطمینان سیستم را در فضاهای بسته یا زیرزمین‌ها پایدار نگه می‌دارد.
توجه و هشدار
معماری ایمنی چندلایه (Fail-Safe Architecture): در طراحی این سامانه هیچ وجهی از ایمنی فدا نشده است. در صورت بروز هریک از رخدادهای «قطع ناگهانی ارتباط بلوتوث»، «برداشته شدن انگشت از روی کادر ناوبری»، یا «خروج از محیط اپلیکیشن»، ترمز الکترومغناطیسی ویلچر در کسری از ثانیه فعال شده و وسیله فوراً متوقف میشود. همچنین کنترلر فیزیکی جوی‌استیک همواره اولویت بالاتری (Master Override) نسبت به فرمانهای نرم‌افزاری دارد.
جدول مشخصات فنی و قابلیت‌های یکپارچه سامانه هوشمند میکائیل
| مولفه فنی و عملکردی | مشخصات پیاده‌سازی‌شده در سامانه میکائیل | کارکرد مستقیم برای توان‌یاب و سالمند |
|---|---|---|
| بستر ارتباطی بی‌سیم | پروتکل کم‌مصرف Bluetooth BLE 5.2 با رمزنگاری اختصاصی | ارتباط پایدار و بدون قطعی با حداقل مصرف باتری گوشی |
| کنترلر لمسی | فناوری Floating Joystick با کالیبراسیون شعاع لمس | امکان هدایت با کمترین فشار نوک انگشت یا مچ دست |
| کنترل صوتی بومی | موتور تشخیص گفتار فارسی آموزش‌دیده با لهجه‌های ایرانی | حرکت مستقیم، چرخش و توقف بدون نیاز به استفاده از دست |
| سامانه ضدبرخورد | پایش پیوسته موانع با سنسورهای مینیاتوری Ultrasonic | توقف خودکار قبل از برخورد با دیوار، افراد و اثاثیه منزل |
| مانیتورینگ سیستم | نمایش بلادرنگ ولتاژ باتری، سرعت و کدهای خطای درایور | آگاهی کامل از وضعیت سلامت فنی وسیله پیش از پیمایش |
| پشتیبانی از چند دستگاه | قابلیت سوئیچ و اتصال به چند ویلچر در مراکز توانبخشی | مدیریت متمرکز تجهیزات توسط فیزیوتراپیست یا کادر درمان |
تجاری‌سازی فناوری توانبخشی و افق آینده
همان‌طور که در بازتاب رسمی معاونت علمی ریاست جمهوری تشریح شده است، هدف بنیادین این پروژه تبدیل نیازهای واقعی اجتماعی به راهکارهای دسترس‌پذیر، مقرون‌به‌صرفه و قابل تعمیم است. این سامانه به عنوان یک ماژول ارتقادهنده هوشمند (Smart Add-on Module) طراحی شده است؛ بدین معنی که کاربران نیازی به پرداخت هزینه‌های گزاف برای تعویض کامل ویلچر برقی خود ندارند، بلکه میتوانند با نصب این پکیج مکاترونیکی بر روی ویلچرهای فعلی، وسیله نقلیه خود را به یک پلتفرم هوشمند مدرن تبدیل نمایند.
شرکت دانش‌بنیان میکائیل در امتداد این مسیر، زیرساخت ناوگان خودران و فناوری‌های پیشرفته موبیلیتی را در حوزه‌های زیر به سازمان‌ها و خانواده‌ها عرضه می‌نماید:
- برای بررسی مشخصات کامل سیستم‌های کنترل توان و درایورها، به صفحه کنترلرها و جوی‌استیک‌های هوشمند میکائیل مراجعه فرمایید.
- جهت آشنایی با نسل بعدی خودروهای توان‌یاب، بخش ناوگان ویلچرهای خودران میکائیل را ملاحظه نمایید.
- در صورت تمایل به تجهیز، کالیبراسیون یا ارتقای ویلچرهای فعلی، همکاران ما در واحد خدمات تخصصی و ارتقای مکاترونیک آماده ارائه مشاوره هستند.
نکات کلیدی در یک نگاه (Key Takeaways)
جمع‌بندی تحلیلی برای مطالعه سریع و خلاصه مدیریتی- معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری رسماً از دستاورد میکائیل در طراحی کنترلر صوتی و لمسی ویلچر برقی تقدیر کرد.
- قابلیت «جوی‌استیک شناور» در تلفن همراه، حرکت ویلچر را حتی برای کاربران دارای ضعف شدید عضلانی بدون نیاز به اهرم فیزیکی میسر می‌سازد.
- پردازش فرمان صوتی فارسی منطبق با گویش‌های بومی همراه با سنسورهای اولتراسونیک، هدایت ایمن بدون دست را محقق کرده است.
- پروتکل توقف اضطراری چندلایه و اولویت برتر جوی‌استیک فیزیکی، حداکثر استانداردهای ایمنی بالینی را تضمین می‌کند.
- این سامانه به عنوان ماژول افزودنی، امکان هوشمندسازی ویلچرهای برقی موجود را با کمترین هزینه میسر می‌سازد.
