Speathe: 마비 환자를 위한 호흡 기반 의사소통 플랫폼
Speathe: 마비 환자를 위한 호흡 기반 의사소통 플랫폼
Speathe는 사용자의 호흡 패턴을 가청 음성과 텍스트로 변환하는 혁신적이고 진화하는 의사소통 플랫폼입니다. 마비로 음성을 잃은 개인을 위해 설계된, 신중하고 핸즈프리한 메시지, 감정, 일상 문구 전달 수단을 제공합니다.
하드웨어 구성품
- 스피커
- 선명한 오디오 출력을 위한 3W, 4Ω 스피커.
- 안드로이드 기기
- React-Native 모바일 애플리케이션 실행.
- Walabot
- 호흡 에너지를 포착해 짧은 숨/긴 숨으로 분류하는 음향 센서.
- 라즈베리 파이 3 모델 B
- 파이썬 백엔드와 플라스크 서버 실행.
소프트웨어 스택
- Python 3 – 백엔드 로직과 Walabot 통합용.
- Flask – 라즈베리 파이 경량 웹 서버.
- React-Native – 크로스 플랫폼 모바일 인터페이스.
작동 원리
호흡 감지 및 모스 부호식 인코딩
Walabot 센서가 각 호흡의 에너지를 측정합니다. 짧은 보정 후 호흡 에너지를 임계값과 비교해 짧은 숨(점) 또는 긴 숨(대시)으로 분류. 호흡 시퀀스는 모스 부호 패턴(예: "-.-.-")으로 변환. 라즈베리 파이가 이 패턴을 미리 정의된 글자와 구문과 매칭.
사전 정의 약어
타이핑 노력 감소를 위해 일반적인 3글자 약어(예: ABC, XYZ)가 전체 구문과 직접 매핑. 시스템이 약어 감지 시 모바일 앱에 확장된 텍스트 즉시 표시.
서버 아키텍처
라즈베리 파이가 고정 IP로 플라스크 서버 호스팅. 호흡 파생 데이터 수신, 현재 "메시지" 변수 저장, 모바일 앱 폴링/포스트용 엔드포인트 노출.
sudo nano /etc/dhcpcd.conf
# 파일 끝에 추가
interface eth0
static ip_address=192.168.43.211
static routers=192.168.43.1
static domain_name_servers=192.168.43.1
interface wlan0
static ip_address=192.168.43.211
static routers=192.168.43.1
static domain_name_servers=192.168.43.1
# Ctrl+O 저장, Ctrl+X 종료
sudo reboot
모바일 애플리케이션
React-Native 앱이 플라스크 엔드포인트를 지속 폴링해 최신 메시지 수신. 비어 있지 않은 문자열 수신 시 텍스트 표시 및 음성 재생. 사용자는 앱에 타이핑해 답장 가능, 텍스트가 서버로 포스트되면 스피커로 발음돼 양방향 의사소통 가능.
구현 단계
- Python 3를 라즈베리 파이에 설치.
- Walabot SDK를 OS용 다운로드. 제공된
BreathingExample.py로 센서 데이터 획득 이해.
- 라즈베리 파이에 플라스크 서버 설정, 위와 같이 고정 IP 구성.
- React-Native 앱 빌드, 서버 URL을 파이 IP로 업데이트.
- Walabot을 파이에, 스피커와 안드로이드 기기를 와이파이로 연결.
- 앱 실행, 빠른 보정 수행, 호흡으로 말하기 시작.
테스트
라즈베리 파이에서 파이썬 백엔드 실행, 고정 IP 도달 가능 확인, 안드로이드 기기에 APK 배포. 앱 열고 호흡 패턴 정렬, 실시간 호흡-텍스트 변환 관찰.
더 자세한 코드 예제와 디버깅 팁은 저장소 문서 참조.
커뮤니티 참여
개발자, 연구자, 의료 전문가들의 Speathe 발전에 기여를 초대합니다. 함께 마비 커뮤니티를 위한 견고하고 접근 가능한 의사소통 보조 도구를 만들 수 있습니다.
연락처 및 리소스