КІБЕРФІЗИЧНА СИСТЕМА «РОЗУМНА ЧАШКА» ДЛЯ ЛЮДЕЙ З ВАДАМИ ЗОРУ

Анотація

Дана стаття присвячена обґрунтуванню та проєктуванню кіберфізичної системи «Розумна чашка», розробленої для підвищення рівня автономії та безпеки людей із вадами зору в процесі приготування та споживання напоїв. У роботі проаналізовано сучасний стан проблеми, що характеризується стрімким зростанням кількості осіб із порушеннями зору в глобальному масштабі. Авторами детально розглянуто нейрофізіологічні засади компенсації втрачених функцій зору через механізми крос-модальної пластичності головного мозку, де провідну роль починають відігравати слуховий та тактильний аналізатори. Встановлено, що здатність мозку до реорганізації та перепрограмування візуальних зон кори для обробки сигналів від інших органів чуття створює фундаментальну базу для впровадження високотехнологічних асистивних рішень. У статті представлено критичний огляд існуючих аналогів і доведено, що більшість із них мають обмежений функціонал, зосереджений лише на інформаційних сповіщеннях. На відміну від відомих засобів, запропонована кіберфізична система базується на інтеграції дев'яти взаємопов'язаних підсистем, що забезпечують комплексний контроль процесу. Ключовою науковою новизною розробки є концептуалізація мультимодального інтерфейсу «Zero-Visual UI», який вперше поєднує динамічну тактильну індикацію зміни текстури корпусу із голосовим супроводом у межах єдиного пристрою. Архітектура системи побудована на трирівневій ієрархії, що включає фізичний рівень з мережею датчиків рівня рідини, температури, ваги, тиску та мутності рідини, середній рівень на базі енергоефективного контролера ESP32 та верхній кібернетичний рівень у вигляді спеціалізованого мобільного застосунку. Особливу увагу приділено інтелектуальному контуру безпеки, який реалізує автоматичне блокування питного клапана при виявленні небезпечного тиску пари, та підсистемі гігієнічного контролю, що використовує оптичні сенсори мутності для верифікації чистоти чашки. У підсумку розроблена концепція перетворює простий побутовий пристрій на складну інтелектуальну систему, яка забезпечує незрячим людям повну безпеку від опіків, точність дозування інгредієнтів та впевненість у щоденних справах, сприяючи розвитку інклюзивного середовища та покращенню якості життя.