D-InstaSave : The Digital Rescuer

Των Μαθητών Β’ Λυκείου Μιχαήλ – Ιωάννη Δάλλα, Βασιλείου Nτάτη, Σπύρου Γρηγοριάδη,

Εκπαιδευτήρια Δούκα, Μαρούσι, Αθήνα

Η ομάδα του D-InstaSave

Η ομάδα του D-InstaSave είναι χρόνια μαζί στα πλαίσια του Club Ρομποτικής του σχολείου. Αποτελεί την αγωνιστική ομάδα των Eκπαιδευτηρίων Δούκα. Στόχος της είναι η χρήση τεχνολογιών αιχμής για την επίλυση προβλημάτων με κοινωνικό αντίκτυπο. Στα πλαίσια αυτά, η ομάδα αναγνώρισε το ζήτημα της διάσωσης των πολιτών μετά από φυσικές καταστροφές. Αποφασίστηκε λοιπόν η συνεισφορά της ομάδος στην επίλυση του, αξιοποιώντας τις γνώσεις της και τα τεχνολογικά εργαλεία που διαθέτει.

Ο στόχος του έργου ήταν διτός αφού περιελάμβανε τόσο το σχεδιασμό λογισμικού (software) όσο και τη κατασκευή υλικού (hardware).

Αρχικά, η ομάδα σχεδιασμού κατέγραψε τις απαιτήσεις του πεδίου, όρισε τα specifications του προϊόντος και καθόρισε το timeplan της υλοποίησης. Η επιλογή της πλατφόρμας ανάπτυξης έγινε σε συνεργασία της ομάδας σχεδιασμού και της ομάδας υλοποίησης. Η τελευταία όρισε περιοδικές αξιολογήσεις της ανάπτυξης σε εβδομαδιαία βάση. Αξίζει να σημειωθεί η προσήλωση της ομάδος στο αρχικό πλάνο υλοποίησης.

Στη φάση της υλοποίησης, εγκαθιδρύθηκε η επικοινωνία με τους αρμόδιους φορείς ώστε να διασφαλιστεί ότι το προϊόν είναι σε πλήρη συμφωνία με τις απαιτήσεις τους.

Η τελευταία φάση αφορούσε την επίδειξη της λύσης μέσω σχετικού video αλλά και τη βιντεοσκόπηση των δηλώσεων των φορέων.

Να σημειωθεί ότι στελέχη της ομάδας έχουν αρκετές διακρίσεις στο χώρο της ρομποτικής ([1], [2]).

Φυσικές Καταστροφές : Η ζοφερή πραγματικότητα

Καθημερινά βιώνουμε τις συνέπειες από τις λεγόμενες «φυσικές καταστροφές», αφού στην πλειοψηφία τους οφείλονται στην καταστροφή της φύσης από τον άνθρωπο. Σύμφωνα με την έκθεση της Christian Aid ([3]) , το κόστος των ζημιών που προκάλεσαν οι θεομηνίες που έπληξαν τον πλανήτη το 2024 ξεπέρασε τα 200 δις δολάρια. Στην Ευρώπη, μόνο το δεύτερο εξάμηνο του 2024, οι απώλειες σε ανθρώπινες ζωές ξεπέρασαν τις 230 ενώ το κόστος ανήλθε σε 9.5 δις δολλάρια ([4]).

 

Η Ελλάδα τα τελευταία 45 χρόνια, όπως απεικονίζεται και στο σχετικό διάγραμμα του METEO, έχει βιώσει 70 θανατηφόρες πλημμύρες ([5]), λόγω έντονων βροχοπτώσεων, με 190 ανθρώπους να έχουν χάσει τη ζωή τους και δυστυχώς με αυξητική τάση (Εικόνα 1).

Η σφοδρότητα των φαινομένων αλλά και η αιφνίδια μορφή τους δημιουργεί ένα περιβάλλον δύσκολων συνθηκών π.χ. η κακή ορατότητα και αυτό καθιστά το έργο της διάσωσης ανθρώπων και ζώων από τις κατάλληλες Υπηρεσίες δύσκολο ([6]).

Είναι επομένως απαραίτητο να επιστρατευθούν καινοτόμες τεχνολογικές λύσεις που θα αποτελέσουν το σύμμαχο του ανθρώπου στη «μάχη» του απέναντι στη φύση, μειώνοντας δραστικά τόσο τον χρόνο αντίδρασης των ομάδων διάσωσης όσο και τον κίνδυνο απωλειών ανθρωπίνων ζωών.

D-InstaSave : Το καινοτόμο εργαλείο διάσωσης

Η ομάδα των Εκπαιδευτηρίων Δούκα σχεδίασε και ανέπτυξε ένα πρωτοποριακό εργαλείο, το D-InstaSave, που εντοπίζει «παγιδευμένα» άτομα ή ζώα όλο το 24ωρο καταγράφοντας παράλληλα τις συνθήκες (θερμοκρασία, υγρασία, ταχύτητα ανέμου, ποιότητα αέρα) που επικρατούν στο περιβάλλον-στόχο.

Το D-InstaSave συνδυάζει την «Τεχνητή Νοημοσύνη / Μηχανική Μάθηση (ΑΙ/Μαchine Learning – ML)», το Internet of Things – IoT, το 4G/5G, τις τεχνικές επεξεργασίας Video (Video Analytics) με τις τεχνολογίες 3D printing και Drone.

Τo D-InstaSave, ως «ψηφιακός διασώστης», συμβάλλει καθοριστικά στην ενίσχυση των επιχειρήσεων διάσωσης αφού η λειτουργία του εντοπισμού είναι ανεξάρτητη των συνθηκών «περιβάλλοντος», μειώνοντας έτσι δραστικά τον κίνδυνο απώλειας ανθρώπινης ζωής.

To D-InstaSave αποτελείται από δύο υποσυστήματa: Την ΑΙ/MLεφαρμογή και το Drone που κατασκευάστηκε με τεχνικές 3D-Printing στα Εκπαιδευτήρια ΔΟΥΚΑ. Σημειώνεται ότι το D-InstaSave ως εφαρμογή μπορεί εύκολα να εγκατασταθεί σε οποιοδήποτε Drone του εμπορίου. Δημιουργείται επομένως το πλαίσιο για πολλαπλές ταυτόχρονες επιχειρήσεις διάσωσης βελτιστοποιώντας τις αποστολές συνεργείων.

Η εφαρμογή του D-InstaSave συλλέγει δεδομένα πραγματικού χρόνου τόσο από την κάμερα «νυχτερινής όρασης» του Drone όσο και από τους ΙοΤ αισθητήρες περιβάλλοντος που βρίσκονται σ’ αυτό. Τα δεδομένα αυτά αναλύονται μέσω ΑI/ML αλγορίθμων. Μόλις εντοπιστεί «εγκλωβισμένος» άνθρωπος ή ζώο τότε τα δεδομένα αποστέλλονται μέσω του Restful API ([7]) στην Cloud-based πλατφόρμα του Κέντρου Επιχειρήσεων για περαιτέρω επεξεργασία και λήψη αποφάσεων. Η τεχνολογία αυτή είναι το ίδιο αποδοτική υπό οποιεσδήποτε συνθήκες ορατότητας, όπως σκοτάδι, καπνός ή έντονα καιρικά φαινόμενα. Επιπλέον, οι ΙοΤ αισθητήρες επιτρέπουν τη μέτρηση θερμοκρασίας, υγρασίας καθώς και ποιότητας αέρα (ύπαρξη CO2, μεθανίου MQ-4 ή MQ-135) ώστε να αναγνωρισθούν πλήρως οι συνθήκες του περιβάλλοντος χώρου. Η διαχείριση των ΙοΤ αισθητήρων υλοποιείται μέσω του Arduino ([8]) κυκλώματος. Τα συλλεγόμενα δεδομένα των αισθητήρων μεταδίδονται σε πραγματικό χρόνο μέσω του RESTful API, στον Cloud Server του Κέντρου Επιχειρήσεων.

To ηχητικό σύστημα του Drone μαζί με τη λειτουργία του Noise Suppression κάνει εφικτό τη μεταφορά μέσω της εφαρμογής D-InstaSave οδηγιών διάσωσης σε θορυβώδη περιβάλλοντα, μειώνοντας ακόμη περισσότερο τον κίνδυνο απώλειας ανθρώπινης ζωής.

Επιπλέον, η τεχνολογία Video Analytics ([9]) σε συνδυασμό με την ύπαρξη GPS διευκολύνει τη λεπτομερή χαρτογράφηση περιοχών και τις ακριβές τοπολογικές συνθήκες και επομένως τη γρήγορη λήψη αποφάσεων.

 Κοινωνικές Συνέπειες του D-InstaSave

Το D-InstaSave ως εργαλείο διάσωσης είναι ευέλικτο και φορητό. Η εύκολη χρήση και οι χαμηλές του απαιτήσεις τεχνολογικών γνώσεων κάνουν το σύστημα προσιτό σε ευρύ κύκλο ανθρώπων.

Εθελοντές – διασώστες χωρίς εξειδικευμένο εξοπλισμό αλλά και απλοί πολίτες με μόνο εργαλείο το D-InstaSave και με το συντονισμό του Κέντρου Επιχειρήσεων μπορούν να συμμετέχουν στις επιχειρήσεις διάσωσης πολλαπλασιάζοντας την επιχειρησιακή ικανότητα των ομάδων στο πεδίο. Καταλυτικό ρόλο στην άμεση ετοιμότητα τους έχει η ύπαρξη ειδικού καναλιού στο You Tube με εκπαιδευτικά videos για το D-InstaSave. Επιπρόσθετα το D-InstaSave συμβάλλει στην εξοικείωση των πολιτών με τις τεχνολογίες του AI και ΙοΤ, προωθώντας έτσι την απόκτηση «ψηφιακών» προσόντων από ακόμα περισσότερους πολίτες.

Η δυνατότητα πρόσβασης σε κρίσιμες πληροφορίες πραγματικού χρόνου βοηθά το Κέντρο Επιχειρήσεων, σε συνεργασία με τις τοπικές κοινότητες, να εφαρμόσει κατανεμημένο τρόπο οργάνωσης και συντονισμού των επιχειρήσεων. Ο μηχανισμός μπορεί να εφαρμοσθεί ακόμα και σε εθνική κλίμακα για φαινόμενα που εξελίσσονται σε διαφορετικές γεωγραφικές περιοχές. Ετσι μειώνεται δραστικά ο κρίσιμος χρόνος αντίδρασης και επομένως δίνεται ακόμα μεγαλύτερη έμφαση στην προστασία της ανθρώπινης ζωής.

Όμως το πιο σημαντικό είναι το κοινωνικό όφελος που προκύπτει. Οι πολίτες εκπαιδεύονται να είναι ενεργοί, αλληλέγγυοι ενώ το «αίσθημα» της ασφάλειας των πολιτών κυριαρχεί. Ειδικά στις ευάλωτες κοινωνικά ομάδες (Ηλικιωμένοι, ΑΜΕΑ, κ.λπ) αυτό είναι καθοριστικό για την ποιότητα της ζωής τους. «Αισθάνονται» ότι το Κράτος θέτει σε πρώτη προτεραιότητα την προστασία της ζωής τους και παρέχει μηχανισμούς διάσωσης, όταν και αν χρειασθεί, πολύ αποδοτικούς.

 D-InstaSave και Προοπτικές

Το D-InstaSave μπορεί να αποτελέσει στο άμεσο μέλλον το κύριο εργαλείο των ομάδων διασώσεων για τη βελτίωση της ταχύτητας, της ακρίβειας αλλά και του αριθμού των επιχειρήσεων έκτακτης ανάγκης μέσω της συμμετοχής εθελοντών και «ενεργών» πολιτών.

Στην κοινωνία του «αύριο» και σε περιπτώσεις «φυσικών» καταστροφών, ο εντοπισμός των «παγιδευμένων» σε δύσβατες ή επικίνδυνες περιοχές θα γίνεται με αυτόνομα drones – τεχνολογική εξέλιξη του D-InstaSave – ενώ τα ρομπότ διάσωσης θα παρέχουν τις πρώτες βοήθειες και θα μεταφέρουν τους τραυματίες. Το Κέντρο Επιχειρήσεων, υπό τον έλεγχο έμπειρων ανθρώπων, θα είναι ένας «έξυπνος» κόμβος εξοπλισμένος με AI αλλά και Digital Twin (Ψηφιακό Δίδυμο).

Στοχεύοντας λοιπόν στο «μέλλον», αλλά συνεισφέροντας άμεσα στο παρόν, η ομάδα είναι σε πλήρη συντονισμό με φορείς όπως Δήμοι, Σύλλογοι Εθελοντών και Ένοπλες Δυνάμεις.

Αξίζει να σημειωθεί η υιοθέτηση του D-InstaSave από το Δήμαρχο Μάνδρας- Ειδυλλίας κ. Αρμόδιο Δρίκο και από τον π. Πρόεδρο του Συλλόγου Εθελοντών, κ. Γιάννη Καλυμνάκη.

Χαρακτηριστικά, ο Δήμαρχος δήλωσε «το D-InstaSave συγκεράζει την υψηλή επιστημονική γνώση με τις προηγμένες τεχνολογίες και συμβάλλει καταλυτικά στην επίτευξη του στόχου – την προστασία της ανθρώπινης ζωής».

Η ομάδα ήδη προγραμματίζει συναντήσεις με τις Ενοπλες Δυνάμεις για την ένταξη του D-InstaSave στις επιχειρήσεις διάσωσης που διεξάγονται από αυτές, ενώ σχεδιάζονται επαφές ακόμα και με Διεθνείς Οργανισμούς ώστε να επεκταθεί η χρήση του και εκτός συνόρων διευρύνοντας ακόμα περισσότερο τις προοπτικές του έργου αυτού.

Παρατίθεται το video στο youtube: https://">www.youtube.com/watch?v=XK0XykfT9jU

Βιβλιογραφία

Εκπαιδευτήρια Δούκα, «1η Θέση στον Πανελλήνιο Διαγωνισμό Εκπαιδευτικης Ρομποτικής#WRO για  το Γυμνάσιό μας», 6 Ιουλίου 2021, https://www.doukas.edu.gr/new/1i-thesi-ston-panellinio-diagonismo- ekpaideytikis-rompotikis-wro-gia-to-gymnasio-mas/

Αthens Magazine, «Βασίλης Ντάτης: Ο 11χρονος Έλληνας «Αϊνστάιν» που κέρδισε μετάλλιο στην παγκόσμια Ολυμπιάδα Ρομποτικής», https://www.athensmagazine.gr/article/trends/viral/660774-basilhs-ntaths-o- 11xronos-ellhnas-ainstain-poy-kerdise-metallio-sthn-pagkosmia-olympiada- rompotikhs

Christian Aid, “Counting the Cost 2024: A year of climate breakdown”, https://www.christianaid.org.uk/sites/default/files/2024-12/counting-the-cost- 2024.pdf

Αλέξανδρος Καψύλης, «Πόσο στοίχισαν οι 10 μεγαλύτερες φυσικές καταστροφές το 2024», ΙΝ Newspaper, 1 Ιαν. 2025, https://www.in.gr/2025/01/01/world/poso- stoixisan-oi-10-megalyteres-fysikes-katastrofes-2024/

Κ. Παπαγιαννάκη, Κ. Λαγουβάρδος, Γ. Κύρος, «Η επικινδυνότητα των πλημμυρών για την ανθρώπινη ζωή στην Ελλάδα, μέσα από την ανάλυση 45 ετών», METEO, Ινστιτούτο Ερευνών Περιβάλλοντος & Βιώσιμης Ανάπτυξης του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, Πεντέλη, 18 Οκτ. 2024, https://www.meteo.gr/article_view.cfm?entryID=3432

Δρ. Ιωάννα Σταματάκη, «Βασικοί άξονες μιας στρατηγικής αντιμετώπισης των πλημμυρών και ενίσχυσης της ανθεκτικότητας», Εφημερίδα ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ, 20 Νοεμ. 2023,

https://www.eleftheria.gr/m/%CE%B1%CF%80%CF%8C%CF%88%CE%B5%CE%B9%CF%82/item/350997.html

Amazon Web Services, “What is a RESTful API”, https://aws.amazon.com/what- is/restful-api/

Arduino, “What is Arduino”, https://www.arduino.cc/

Facundo Lezama, Javier Couto, “Video Analytics: A Guide to Video Analytics: Applications and Opportunities”, https://tryolabs.com/guides/video-analytics- guide