Informacja o projekcie: SeniorCOM jest obecnie rozwijanym projektem badawczo-rozwojowym Fundacji Straż Przyszłości na etapie przygotowania prototypu. Prezentowane parametry i funkcjonalności są zakładanymi celami projektowymi i zostaną zweryfikowane oraz dopracowane podczas testów prototypów.
Prosty schemat działania
Główna idea SeniorCOM opiera się na intuicyjnym łańcuchu:
głos → tekst → sieć LoRa / Meshtastic → tekst → głos
Dlaczego zamieniamy głos na tekst?
Przesyłanie krótkiej wiadomości tekstowej ma kluczowe zalety w łączności radiowej:
- Wymaga znacznie mniej danych niż przesyłanie surowego nagrania audio (kilkadziesiąt bajtów zamiast megabajtów).
- Doskonale pasuje do dalekosiężnej, energooszczędnej łączności radiowej LoRa, która została zaprojektowana do małych paczek danych.
- Pozwala urządzeniu odbiorcy odczytać wiadomość głosem za pomocą lokalnej syntezy mowy (TTS), dzięki czemu senior nie musi czytać drobnego tekstu z ekranu.
Komunikacja: Meshtastic / sieć mesh oparta na LoRa
- Łączność bez Internetu: Podstawowa komunikacja SeniorCOM jest projektowana tak, aby działać całkowicie bez dostępu do Internetu i bez sieci komórkowej. Urządzenie nie wymaga abonamentu, rejestracji kont ani kart SIM. (Uwaga: urządzenie nie zastępuje telefonu komórkowego we wszystkich sytuacjach życiowych).
- Jak działa sieć mesh: Urządzenia w sieci mogą przekazywać wiadomości dalej, dzięki czemu komunikat może dotrzeć do odbiorcy przez inne urządzenia znajdujące się pomiędzy nimi, zwiększając zasięg całej społeczności.
- Zasięg w praktyce: Zasięg łączności będzie zależał od charakteru zabudowy, ukształtowania terenu, zastosowanej anteny oraz liczby aktywnych urządzeń w sieci mesh. Zakładanym celem projektu jest zapewnienie stabilnej łączności od zasięgu lokalnego w zabudowie mieszkaniowej do znacznie większych odległości w sprzyjającym terenie otwartym.
- Pasmo 868 MHz EU: Wykorzystujemy bezlicencyjne pasmo radiowe ISM, zgodne z europejskimi normami.
- Otwarty protokół Meshtastic: Sprawdzony, rozwijany globalnie standard komunikacji ad-hoc typu mesh.
Rozpoznawanie i synteza mowy
- STT (Speech-to-Text) — lokalnie, offline: Senior mówi do mikrofonu, a wbudowany model rozpoznawania mowy (planowany: whisper.cpp z wielojęzycznym modelem Whisper small w wersji kwantyzowanej) zamienia wypowiedź na krótki tekst. Proces odbywa się całkowicie lokalnie na urządzeniu — głos nie jest wysyłany do chmury ani na zewnętrzne serwery, co gwarantuje pełną prywatność.
- Weryfikacja przed wysłaniem: Po nagraniu wiadomości i rozpoznaniu tekstu urządzenie natychmiast odtwarza go głosem (TTS), żeby nadawca mógł potwierdzić, że STT poprawnie zrozumiało wypowiedź. Dopiero po potwierdzeniu wiadomość jest wysyłana.
- TTS (Text-to-Speech) — polski, lokalny: Urządzenie odbiorcy po odebraniu pakietu zamienia tekst na mowę za pomocą syntezy głosu w języku polskim. Senior słyszy komunikat od sąsiada lub bliskiego prosto z głośnika — bez konieczności patrzenia na ekran czy zakładania okularów.
- Sztuczna inteligencja jako narzędzie prostoty: Technologia rozpoznawania i syntezy mowy nie jest celem samym w sobie, lecz narzędziem umożliwiającym seniorowi naturalną, bezstresową obsługę urządzenia głosem.
Bezpieczeństwo i prywatność
- Szyfrowana łączność: Komunikacja w sieci będzie zabezpieczona mechanizmami szyfrowania stosowanymi przez Meshtastic, a dodatkowe zabezpieczenia i profile prywatności będą rozwijane wraz z kolejnymi iteracjami prototypu.
- Docelowe parowanie zbliżeniem: W planach jest mechanizm prostego parowania urządzeń (np. zbliżeniowo przez NFC lub Bluetooth LE), tak aby seniorzy lub ich opiekunowie mogli autoryzować wzajemny kontakt bez wpisywania haseł i konfiguracji menu.
Rozważana platforma sprzętowa
Poniżej przedstawiamy wstępny zamysł sprzętowy — komponenty mogą ulec zmianie w trakcie budowy i testów prototypu:
| Komponent | Rozważane rozwiązanie |
|---|---|
| Moduł radiowy LoRa | RAK4631 (nRF52840 + SX1262, pasmo EU868) na bazie RAK19003 WisBlock |
| Komputer pokładowy (SBC) | Mały SBC z ok. 4 GB RAM (rozważany: Orange Pi Zero 3W) — do obsługi STT/TTS |
| Mikrofon | Cyfrowy mikrofon PDM MEMS |
| Wzmacniacz + głośnik | MAX98357A + głośnik 3 W |
| Bateria | LiFePO₄ 32700, ok. 6 Ah |
| Zasilanie | Osobny układ ładowania LiFePO₄ + przetwornica 5 V dla SBC |
| Antena | Antena 868 MHz |
| Obudowa | Docelowo druk 3D / później własna konstrukcja PCB |
Mechanizm natychmiastowego nagrywania (bufor PTT)
Jednym z problemów w konstrukcji jest czas wybudzenia SBC z trybu uśpienia. Aby senior nie czekał kilku sekund po naciśnięciu przycisku MÓW, rozważamy następujący mechanizm:
- PTT → RAK4631 (nRF52840) od razu rozpoczyna nagrywanie pierwszych sekund wypowiedzi do bufora.
- Jednocześnie budzi SBC z trybu uśpienia.
- Po wybudzeniu SBC otrzymuje początek wypowiedzi z bufora i dalszy strumień audio.
- Whisper (whisper.cpp) wykonuje STT — rozpoznanie mowy.
- Weryfikacja — urządzenie odtwarza rozpoznany tekst głosem (TTS), żeby nadawca mógł sprawdzić poprawność.
- Wysyłka — po potwierdzeniu tekst jest przesyłany przez LoRa/Meshtastic.
Dzięki temu użytkownik może zacząć mówić praktycznie natychmiast po naciśnięciu przycisku, nawet jeśli Linux potrzebuje chwili na resume. RAK4631 pozostaje aktywnym, energooszczędnym elementem sieci Meshtastic, natomiast bardziej prądożerny SBC jest usypiany, gdy nie jest potrzebny.
Założenia konstrukcyjne i zasilanie
- Bateria i zasilanie: Urządzenie jest projektowane z myślą o możliwie długiej pracy na baterii i bardzo niskim poborze energii w trybie czuwania (SBC usypiany, nRF52840 aktywny). Docelowy czas pracy zostanie dokładnie określony i zweryfikowany podczas testów prototypu.
- Dostępność dla seniorów (Senior-First Design):
- Brak ekranu wymagającego precyzyjnego dotyku i skomplikowanego menu.
- Brak klawiatury — bez konieczności pisania wiadomości.
- Duży, wyczuwalny przycisk „MÓW” (Push-to-Talk).
- Przycisk POWTÓRZ — ponowne odtworzenie ostatniej odebranej wiadomości.
- Regulacja głośności.
- Planowany duży przycisk alarmowy / SOS z sygnalizacją dźwiękową i świetlną.
- Głośny, wyraźny głośnik oraz proste diody LED informujące o stanie sieci i baterii.
⚠️ Ważne zastrzeżenie dotyczące funkcji SOS: Prototyp SeniorCOM oraz planowany przycisk SOS nie są systemem ratownictwa medycznego, nie zastępują numeru alarmowego 112 i nie gwarantują dostarczenia sygnału alarmowego w każdych warunkach.
Otwarty kod i otwarty sprzęt (Open Source)
Projekt rozwija Fundacja Straż Przyszłości w duchu open source:
- Dokumentacja, schematy elektroniczne oraz projekty obudów 3D będą udostępniane publicznie,
- Rozwiązanie ma być łatwe w serwisowaniu, modułowe i tanie w replikacji przez samorządy, kluby seniora i grupy sąsiedzkie.
Etap prac i weryfikacja
- Koncepcja projektu — opracowana ✅
- Dobór technologii i testy komponentów — w toku 🔄
- Budowa prototypu (MVP) — kolejny etap ⏳
- Testy z użytkownikami (seniorzy i opiekunowie) — planowane ⏳
- Rozwój sieci pilotażowej — planowany ⏳
Kontakt techniczny i współpraca badawcza:
inż. Krzysztof Żuchowski — fundacja@strazprzyszlosci.pl
Wsparcie działań statutowych: zrzutka.pl/z/strazprzyszlosci · darowizna na konto Fundacji