Aplikacje, które pomogą poruszać się po uczelnianych budynkach

Naukowcy z PW lubią wyzwania. A za takie należy uznać opracowanie systemu, który ułatwi przemieszczanie się po wnętrzach Politechniki – często zabytkowych, niestandardowych i pełnych niespodzianek. Pierwsze efekty już są. Teraz czas na testy w praktyce. 

Aplikacje do nawigacji na zewnątrz budynków stały się dla nas codziennością. Jednak pomimo nieustającego rozwoju technologicznego nadal bardzo rzadko spotykamy się z aplikacjami działającymi efektywnie wewnątrz budynków. Szczególnie wtedy, kiedy mają jeszcze wspomagać ruch osób z niepełnosprawnościami, zwłaszcza niewidomych. Dzieje się tak przede wszystkim dlatego, że brakuje powszechnie dostępnych (a więc tanich), wysokiej jakości systemów wyznaczania pozycji wewnątrz budynku oraz nowoczesnych cyfrowych map wnętrz budynków.

Pomimo tych trudności specjaliści z Politechniki Warszawskiej podjęli próbę wdrożenia na terenie Uczelni tego typu rozwiązań, a następnie ich przetestowania, rozwijania i edukowania w tym zakresie pracowników, doktorantów i studentów. To zadania w ramach ogólnouczelnianego projektu „Politechnika Warszawska Ambasadorem Innowacji na Rzecz Dostępności”. 

– Od lat prowadzimy badania w tym zakresie, więc znamy istniejące bariery technologiczne i między innymi z tego powodu zaproponowaliśmy wdrożenie nie jednego kompleksowego rozwiązania, ale kilku uzupełniających się pod względem funkcjonalnym aplikacji, korzystających z różnych rozwiązań technologicznych, aby stworzyć „żywe” laboratorium badawcze, co w przyszłości pozwoli opracować optymalne rozwiązanie – wyjaśniają prof. Dariusz Gotlib z Wydziału Geodezji i Kartografii PW oraz prof. Dominik Sierociuk z Wydziału Elektrycznego, którzy kierowali zadaniami związanymi z tworzeniem aplikacji lokalizacyjno-nawigacyjnych.

Nie jedna, ale wiele…

Po etapie analizy wymagań zaprojektowano pięć różnych, choć bazujących na tych samych mapach aplikacji.

PW Navi służy do nawigacji w pięciu wybranych budynkach PW (Gmach Główny, Gmach Elektroniki, Gmach Fizyki, Budynek Rektorska 4, budynek Centrum Analiz Geoprzestrzennych i Satelitarnych), wykorzystuje do pozycjonowania technologie Beacons Bluetooth Low Energy oraz GNSS. Technologia GNSS to inaczej mówiąc powszechnie znany GPS, rozszerzony o inne systemy satelitarne. Z kolei technologia Beacons BLE to nadajniki znanego również powszechnie sygnału Bluetooth. We wspomnianych budynkach zostało rozmieszczonych blisko 3000 takich małych nadajników.

Audio-Mapa PW pełni rolę elektronicznego odpowiednika map dotykowych dla osób niewidomych, wykorzystuje do pozycjonowania QR kody i tagi NFC.

PW Mapę można uruchomić w przeglądarkach internetowych oraz na tzw. kioskach informacyjnych umieszczonych w często odwiedzanych miejscach. 

SION PW (System Informacji o Nieruchomościach PW) służy do aktualizacji informacji o budynkach przez wyznaczonych administratorów obiektów.

Z kolei Geo-Trener PW to narzędzie do treningu orientacji przestrzennej w formie wirtualnych spacerów 3D pozwalających osobom z niepełnosprawnościami na zapoznanie się z przestrzenią budynków PW przed ich odwiedzeniem.

– Sercem wszystkich wymienionych aplikacji są Mapy Dostępności Budynków PW, czyli modele 2D i 3D budynków wykonane w technologii GIS (systemów informacji przestrzennej/geograficznej) – tłumaczy prof. Dariusz Gotlib. – Opracowaliśmy blisko 40 modeli na różnym poziomie szczegółowości, które będą dalej udoskonalane, w tym pięć przystosowanych do nawigacji.

Zespoły przyjęły zasadę uniwersalnego projektowania, która w tym przypadku oznacza, że aplikacje dla osób z niepełnosprawnościami powinny być użyteczne nie tylko dla tej grupy, ale dla wszystkich. 

Jak to działa?

Jedną z innowacyjnych cech wszystkich aplikacji jest wykorzystanie autorskiej koncepcji geo-opisów stworzonej w Zakładzie Kartografii na Wydziale Geodezji i Kartografii PW. Geo-opisy to tekstowy opis pewnego miejsca lub obszaru, wspomagający orientację przestrzenną, który może być zamieniony na głos poprzez wykorzystanie syntetyzatora mowy lub na nagranie wideo z tłumaczeniem na język migowy. 

– Szczegółowe geo-opisy na obecnym etapie opracowaliśmy jedynie dla kilku budynków – zaznacza prof. Dariusz Gotlib. – Jest ich ok. 1400. Planujemy dalszy rozwój systemu w tym zakresie, ponieważ uważamy, że to daje nowe możliwości poznania przestrzeni Politechniki Warszawskiej osobom z niepełnosprawnościami przed przybyciem na miejsce i w konsekwencji ułatwia bezproblemowe dotarcie do punktu docelowego. 

Cechą szczególną aplikacji nawigacyjnej PW Navi jest możliwość dostosowywania jej pracy do potrzeb osób z niepełnosprawnościami. Można to wykonywać poprzez dobór odpowiednich opcji konfiguracyjnych, uwzględniających problemy w poruszaniu się, widzeniu i słuchu. Po wyborze odpowiedniej opcji nawigacja poprowadzi osobę na wózku trasą uwzględniającą specyfikę takiego ruchu. Z kolei w celu wsparcia osób niewidomych zainstalowano zestaw aktuatorów dźwiękowych, których zadaniem jest wskazywanie głosowe konkretnych pomieszczeń.  

– Aktuatory te zastosowaliśmy, ponieważ sam system pozycjonowania posiada wiele ograniczeń natury technicznej i dosyć ograniczoną dokładność, która byłaby niewystarczająca, aby poprawnie doprowadzić osobę niewidomą do docelowych drzwi – wyjaśnia prof. Dominik Sierociuk. – Dźwięk aktywowanego aktuatora może w znaczący sposób pomóc dotrzeć do punktu docelowego, gdy osoba dotrze w jego pobliże albo wskazać kierunek do najbliższego aktuatora w chwili stracenia orientacji. 

Zainstalowano w tej chwili ponad 400 takich urządzeń. Trzeba mieć na uwadze, że wspomaganie osób niewidomych jest niezwykle trudne i zaproponowane rozwiązania mogą pełnić tylko rolę pomocniczą. System został wykonany przez firmę zewnętrzną na podstawie wymagań zdefiniowanych przez pracowników PW. 

Z kolei aplikacje Audio-Mapa PW, PW Mapa, SION PW, Geo-Trener PW oraz wszystkie mapy cyfrowe (bazy danych przestrzennych) zostały zaprojektowane i wykonane przez zespół złożony z pracowników, doktorantów i studentów Wydziału Geodezji i Kartografii PW. Całość wdrożenia wspomaga Centrum Informatyzacji PW. 

Ze względu na eksperymentalny i innowacyjny charakter projektu aplikacje zostały wykonane z użyciem kilku „nakładających” się technologii, m.in. język Dart, środowisko tworzenia aplikacji Flatter i język Kotlin, środowisko ArcGIS, QGIS i Cesium, silnik gier Unreal Engine. Aplikacja PW Navi działa na urządzeniach mobilnych z systemem Android i IOS, natomiast Audio-Mapa PW na razie tylko urządzeniach mobilnych z systemem Android.

Wielkie testowanie

Całość systemu była konsultowana, na różnych etapach, z osobami z niepełnosprawnościami. 

– Pozwoliło to na udoskonalenie niektórych elementów aplikacji i lepsze zrozumienie potrzeb – zaznaczają profesorowie Gotlib i Sierociuk. – Ze względu na złożoność zagadnienia, ale przede wszystkim ograniczony czas projektu i koszty, wiele kolejnych usprawnień i dalszych konsultacji jest zaplanowanych do realizacji w przyszłości.

W rozwoju ma pomóc fakt, że zapewniono interfejs programistyczny API, umożliwiający tworzenie kolejnych rozwiązań pochodnych, na bazie opracowanych w pierwszym etapie aplikacji.

– Chcemy zaprosić jak najszersze grono osób do współpracy – podkreślają obaj profesorowie. – „Testuj z Nami Mapy PW” będzie naszym hasłem przewodnim w pierwszym roku udostępniania systemu. Czekamy na uwagi i pomysły, szczególnie ze środowiska Politechniki Warszawskiej i osób z niepełnosprawnościami.

Gdzie znaleźć aplikacje?

• Aplikacja PW Navi dostępna jest w sklepach internetowych Google Play i Apple Store.
• Aplikacja Audio-Mapa PW dostępna jest w sklepie Google Play.
• Aplikację PW Mapa można uruchomić poprzez przeglądarki internetowe pod adresem mapa.pw.edu.pl.