Plano do projeto
- Bruna Pinheiro
- 30 de jun. de 2021
- 6 min de leitura
Atualizado: 20 de jul. de 2021
Engenharia de Computação Oficina de Integração #2 Prof. Heitor Silvério Lopes Prof. César Manuel Vargas Benítez Turma 2021-1 (APNP)
Plano de Projeto
Título e codinome do projeto
Talk to The Hand - Luva Tradutora
Link para o blog do projeto
Equipe
Bruna Araújo Pinheiro
Caroline Rosa da Silva
Moises de Paulo Dias
Declaração do escopo de alto nível
Atualmente, 5% da população do Brasil possui deficiência auditiva, totalizando mais de 10,7 milhões de pessoas que enfrentam dificuldades em se comunicar em diversos momentos do cotidiano. Uma grande parcela dessas pessoas consegue compreender os falantes através da leitura labial, mas não se conseguem fazer entendidos pelos não deficientes, pois pouquíssimas pessoas compreendem a linguagem de libras.
Buscando resolver esse problema, a equipe propôs o projeto de uma luva tradutora de libras, que capta os movimentos realizados pelo usuário, mapeia para o símbolo correspondente da linguagem de libras, e o converte para áudio. Dessa forma, uma pessoa surda/muda pode se expressar através de áudio para um terceiro que não compreende libras.
O projeto consiste de uma luva, que através de diversos sensores, consegue captar a posição dos dedos e o movimento da mão para reconhecer um símbolo em libras, passar esses dados à um software no arduino para mapear a letra correspondente do português, enviar essa letra para o dispositivo móvel do usuário conectado à luva via bluetooth, e por fim este constrói a palavra letra por letra e emite o áudio correspondente.
Para manter um nível de complexidade adequado à disciplina, o escopo do projeto inclui traduzir apenas as letras do alfabeto de libras, não incluindo palavras e expressões mais elaboradas, de forma a manter o mapeamento de símbolos limitado e restrito a uma única mão.
4.1. Requisitos funcionais
→ Luva
RF01: O usuário deve ser capaz de vestir a luva e realizar movimentos com os dedos e com a mão;
RF02: O usuário deve ser capaz de ligar o sistema da luva;
RF03: O usuário deve ser capaz de desligar o sistema da luva;
RF04: O usuário deve ser capaz de soletrar uma palavra letra por letra utilizando os símbolos de libras para o alfabeto;
RF05: O usuário deve ser capaz de sinalizar a quebra entre palavras (espaço) com um movimento definido;
RF06: O usuário deve ser capaz de ser alertado quando a bateria do sistema da luva estiver acabando;
RF07: O usuário deve ser capaz de trocar as baterias da luva.
RF08: O usuário deve ser capaz de utilizar um sensor giroscópio e acelerômetro para identificar o movimento da mão;
RF09: O usuário deve ser capaz de utilizar a luva com uma autonomia de no mínimo 4 horas;
→ App
RF10: O usuário deve ser capaz de instalar o aplicativo em seu dispositivo móvel;
RF11: O usuário deve ser capaz de conectar seu dispositivo móvel à luva via bluetooth;
RF12: O usuário deve ser capaz de acessar uma tela para acompanhamento da tradução de libras;
RF13: O usuário deve ser capaz de acompanhar a construção das palavras letra por letra pelo aplicativo;
RF14: O usuário deve ser capaz de escutar o áudio correspondente às palavras produzidas;
RF15: O usuário deve ser capaz de analisar as palavras que já foram emitidas desde o começo dessa respectiva utilização;
RF16: O usuário deve ser capaz de limpar a tela dos registros armazenados desde o começo dessa respectiva utilização;
RF17: O usuário deve ser capaz de calibrar os sensores da luva em sua mão;
RF18: O usuário deve ser capaz de finalizar a conexão bluetooth de seu dispositivo móvel com a luva.
4.2. Requisitos não funcionais
→ Luva
RNF01: A luva deve possuir sensores flexíveis em todos os dedos para identificar a dobra dos dedos;
RNF02: A luva deve possuir sensores de pressão no dedão e no indicador para identificar toque;
RNF03: A luva deve possuir um motor de vibração para alertar o status da bateria do sistema;
RNF04: Todos os sensores e o motor devem se conectar através de fios com um Arduino Lilypad;
RNF05: O Arduino Lilypad deve se conectar a um módulo bluetooth;
RNF06: O Arduino Lilypad deve ser carregado com um software escrito em C++ (pois é a linguagem disponível para esse dispositivo);
RNF07: O software do Arduino Lilypad deve realizar a calibragem dos sensores e armazenar as faixas calculadas;
RNF08: O software do Arduino Lilypad deve captar e analisar os sinais de todos os sensores;
RNF09: O software do Arduino Lilypad deve possuir um mapeamento para converter um grupo de sinais em uma letra do alfabeto;
RNF10: O software do Arduino Lilypad deve formatar esse dado em um padrão definido para envio;
RNF11: O software do Arduino Lilypad deve enviar esses dados para um dispositivo móvel conectado através da comunicação bluetooth;
RNF12: O Arduino Lilypad deve ser alimentado com uma bateria 3.7V e 2000 mAh.
→ App
RNF13: O aplicativo deve ser desenvolvido em Javascript com o framework React Native (pois é o framework com qual a equipe tem mais familiaridade);
RNF14: O aplicativo deve ser desenvolvido para o sistema operacional Android (pois é o SO ao qual a equipe tem acesso);
RNF15: O aplicativo deve utilizar uma biblioteca de comunicação bluetooth;
RNF16: O aplicativo deve utilizar uma biblioteca de conversão de texto para áudio;
RNF17: O aplicativo deve possuir uma interface amigável e simples para utilização do usuário;
RNF18: O aplicativo deve receber dados em um formato padrão definido através da conexão bluetooth;
RNF19: O aplicativo deve possuir um tempo de resposta inferior a dois segundos por letra;
RNF20: O aplicativo deve converter os dados recebidos em um formato para exibição em tela;
RNF21: O aplicativo deve atualizar a tela com os novos dados automaticamente conforme eles sejam recebidos;
RNF22: O aplicativo deve manter em tela as palavras que já foram emitidas para acompanhamento do usuário;
RNF23: O aplicativo deve setar um timer e manter para o processo de calibragem dos sensores;
Integração Serão utilizados conhecimentos de Oficinas de integração 1 e Técnicas de programação para a programação do Arduino e do aplicativo, os conteúdos de Engenharia de software e Análise e projeto de sistemas serão úteis no planejamento do projeto, os conteúdos de Introdução a práticas de laboratório e Física experimental serão necessários para a confecção dos sensores de pressão e de flexão, e finalmente, Libras para poder entender melhor a necessidade das pessoas deficientes auditivos e poder implementar soluções no nosso projeto.
Análise de riscos
Prazo de entrega dos componentes. Probabilidade: 3, Impacto: 2 Muitos dos componentes precisam ser encomendados, e o prazo de entrega pode constituir um risco para o desenvolvimento do projeto. Como resolução, podemos nos deslocar para as lojas de eletrônica no centro de Curitiba para comprar pessoalmente os itens.
Mal funcionamento dos componentes confeccionados. Probabilidade: 2, Impacto: 4 Como os sensores flexíveis e os sensores de pressão serão confeccionados e não comprados, pode haver uma diferença entre as medições de dois sensores. Caso se mostre inviável utilizar os sensores criados, podemos utilizar extensômetros no lugar dos sensores flexíveis.
Problemas com a fixação dos componentes na luva. Probabilidade: 2, Impacto: 4 Os sensores (flexível, pressão, giroscópio e acelerômetro), além do microcontrolador e da bateria ficarão fixados na luva. Como primeira abordagem, os mesmos serão costurados na luva, mas se esse modo não for satisfatório os itens poderão ser fixados com cola na luva.
Dificuldade de captação dos sinais pela luva. Probabilidade: 3, Impacto: 4 Os cinco sensores flexíveis, devem captar a flexão dos cinco dedos e os dois sensores de pressão deverão captar se os dedos indicador e central estão encostados, e se o polegar está pressionado no indicador. Se caso a variação for sutil na resistência dos sensores, a ponto de não ser difícil a identificação pelo arduino, podem ser utilizadas técnicas como ponte de wheatstone para ajudar na detecção da variação de resistência dos sensores.
Detecção de sinais intermediários: Probabilidade: 5, Impacto: 2 Durante a movimentação da mão para fazer um sinal, o usuário da luva pode acabar montando um outro sinal por um período curto de tempo. Isso pode ser resolvido utilizando um tempo mínimo em que a luva deve ficar em uma configuração para ser considerada a letra, sendo que esse tempo será ajustado após a confecção da luva.
Baixa eficácia da biblioteca de comunicação bluetooth no React Native: Probabilidade: 1, Impacto: 4 O aplicativo que vai vocalizar as palavras será criado utilizando o framework React Native, mas não foram feitos ainda testes com as bibliotecas. Caso não sejam encontradas bibliotecas para fazer a conexão bluetooth utilizando React pode ser trocado o framework para outro, como Ionic.
Cronograma detalhado
O cronograma pode ser visto na seguinte planilha:
Talk to the hand - Schedule
Materiais e métodos
Neste projeto será utilizada uma luva, que servirá como suporte para os sensores .
Para a parte de hardware do projeto serão utilizados um arduino lilypad, uma bateria, um sensor para arduino com giroscópio e acelerômetro, um motor de vibração, sensor de pressão, um sensor strain gauge ou um sensor flex caseiro feito duas fitas de cobre separadas por uma folha de papel pintada em ambos os lados com grafite, além de um celular que irá se conectar ao arduino através de um módulo bluetooth. O arduino será programado usando a própria IDE do arduino, em C++, e se comunicará com um aplicativo no celular feito em JavaScript com React Native, e as reuniões de equipe serão feitas através do Discord.
Para a documentação do projeto foi criado um site que funcionará como diário de bordo contendo todos os pensamentos da equipe bem como as dificuldades enfrentadas e as soluções encontradas, além dos demais documentos importantes para o projeto, tais como o cronograma detalhado, requisitos funcionais e não funcionais, diagrama UML do projeto, datasheets dos componentes e módulos, tabela de materiais utilizados, valores e onde foram encontrados, plano do projeto.
Referências
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