Σημασιολογική Διασύνδεση Ανοικτών Δεδομένων Φυσικής Άσκησης με Ρομπότ
Creators: name: Χάδου, Μαρίνα Ελευθερίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Αλληλεπίδραση Ανθρώπου-Ρομπότ
Ανοιχτά Διασυνδεδεμένα Δεδομένα
Σωματική Άσκηση
Human-Robot Interaction
Linked Open Data
Physical Training

description: Η συνεχής αύξηση του πληθυσμού των ηλικιωμένων, σε συνδιασμό με την αυξανώμενη μείωση νοσηλευτικού προσωπικού δημιουργεί την ανάγκη ανάπτυξης συστημάτων αρωγής, που θα επιτρέπουν στους ηλικιωμένους να ζουν ανεξάρτητα στο σπίτι τους. Μελέτες έδειξαν οτι η τακτική σωματική δραστηριότητα μειώνει τον κίνδυνο πρόωρων προβλημάτων υγείας, συμβάλλοντας στη συνολική βελτίωσή της. Λόγω όμως έλλειψης νοσηλευτικού προσωπικού και οικονομικών πόρων, οι τακτικές συνεδρίες άσκησης με ένα γυμναστή ή φυσιοθεραπευτή είναι δύσκολο να υλοποιηθούν. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη και χρήση των τεχνολογιών ρομπότ. Ωστόσο, τα ρομπότ ακόμα εξακολουθούν να υστερούν στο κομμάτι της επικοινωνίας και της αλληλεπίδρασης με τους ανθρώπους, διότι δεν γνωρίζουν τις πληροφορίες που γνωρίζει ένας άνθρωπος. Αυτό συμβαίνει διότι το μεγαλύτερο μέρος της γνώσης που υπάρχει στο διαδίκτυο δε μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα σε ένα ρομπότ, μιας και λείπουν διάφορα εννοιολογικά στοιχεία. Το πρόβλημα αυτό όμως λύνεται μέσω της δημιουργίας των οντολογιών. Έτσι, το ρομπότ αποκτά την απαραίτητη γνώση, την οποία μπορεί να προσφέρει στους ανθρώπους μέσω της επικοινωνίας. Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη και αξιοποίηση των δυνατοτήτων ενός «κοινωνικού βοηθητικού ρομπότ» (NAO robot) και μιας διαδικτυακής πλατφόρμας παιχνιδιών φυσικής άσκησης webFitForAll (wFFA), προκειμένου το ρομπότ να χρησιμοποιηθεί ως εκπαιδευτής - οδηγός εκγύμνασης για ηλικιωμένους. Πιο συγκεκριμένα το ρομπότ ΝΑΟ συμμετέχει στη σωματική άσκηση των ηλικιωμένων μέσω παιχνιδιών φυσικής άσκησης της πλατφόρμας wFFA. Στόχος μας όμως, δεν είναι μόνο το ρομπότ ΝΑΟ να διδάσκει και να καθοδηγεί τους ηλικιωμένους να κάνουν ασκήσεις, αλλά και να αποτελεί έναν «έξυπνο» πόρο για εξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών. Για το σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε κατάλληλος κώδικας Python για την εκτέλεση φυσικών ασκήσεων από το ρομπότ, καθώς επίσης χρησιμοποιήθηκε και το πρωτοκόλλο επικοινωνίας XMPP για το συντονισμό του ρομπότ με τη διαδικτυακή πλατφόρμα wFFA. Επίσης, με τη βοήθεια της exergame οντολογίας και της DBpedia, το ρομπότ πραγματοποιεί κατάλληλα ερωτήματα, μέσω μιας γλώσσας σημασιολογικών ερωτήσεων SPARQL (Sparql Protocol and RDF Query Language), για να εξάγει σημασιολογικά δεδομένα, όπως ποιοί μύες γυμνάζονται σε κάθε άσκηση ή πληροφορίες για τον κάθε μυ. Στη συνέχεια, παρέχει ανατροφοδότηση σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τις επιδόσεις των ηλικιωμένων στην εκτέλεση των φυσικών ασκήσεων. Τέλος, αυτό το ολοκληρωμένο σύστημα ανάδρασης χρησιμοποιήθηκε σε 3 ηλικιωμένους χρήστες κατά τη διάρκεια των πιλοτικών δοκιμών
description: The continuous increase in the elderly population, combined with the reduction of nurses creates the need to develop assistance systems that enable older people to live independently at home. Studies have shown that regular physical activity reduces the risk of premature health problems, contributing to the overall health improvement. However due to lack of nursing staff and financial resources, regular exercise sessions with a trainer or physiotherapist is difficult to implement. This results in the development and use of robot technology. However, robots yet still lag behind in the area of communication and interaction with people, because they do not know the same information known by a man. This is because most of the knowledge that exists on the Web cannot be applied directly to a robot, because there are several conceptual elements missing. This problem is solved by creating ontologies. Therefore, the robot acquires all necessary knowledge, which can then communicate to people. Purpose of this master thesis is to develop and explore the potential of a “social assistive robot” (NAO robot) and a web-based physical activity game platform wFitForAll, so that the robot can be used as a trainer - instructor for older people. More specifically, the NAO robot participates in physical exercise of the elderly through physical exercise games of platform wFFA. However our goal is not only the robot NAO to teach and guide the elderly to do exercises, but also to be an “smart” resource for extracting useful information. For this purpose, we developed code in Python for physical exercises to be performed by the robot, and we also used communication protocol XMPP to coordinate NAO robot with the online platform wFFA. Also, with the help of exergame ontology and DBpedia, the robot performs appropriate queries through a semantic query language SPARQL (Sparql Protocol and RDF Query Language) to extract semantic data, such as which muscles are exercised in any physical exercise or information about any muscle. Next our system provides feedback in real time on the performance of older people while doing physical exercises. Finally, this integrated feedback system was used in three elderly users during the pilot tests