Персональный помощник здоровья (PHA): Умное IoT-решение для сообщества

Компоненты и материалы

Компонент	Кол-во	Примечание
Amazon Echo Dot	1	Голосовой интерфейс
Arduino 101 (Intel Curie, 6-осевой акселерометр/гироскоп)	1	Носимый детектор падений
ESP8266 ESP-01	1	Wi-Fi связь с облаком
Макетная плата	1	Прототипирование

Инструменты

• Паяльница, пинцет (SMD)

Облачные сервисы

• AWS Lambda — логика навыка Alexa
• Alexa Skills Kit — голосовой интерфейс
• AWS S3 — хранение аудио/файлов
• Plivo — голосовые звонки на 911 и контакты

О проекте

Цель: Повысить выживаемость при внебольничной сердечной остановке (OHCA) в Лас-Вегасе на 10% к 2021 году (с 23.57% до 31.43% по Утштайну).

Текущая ситуация

• ~300 000 OHCA в год в США.
• 70–85% — сердечная причина.
• Средний возраст: 64 года.
• 66.4% случаев — дома, 13.5% — в домах престарелых, 5.9% — в общественных местах.
• Только 36.7% случаев свидетельствуются, из них 43.8% получают КЛР от 지나вших, 3.7% — АЭД до приезда скорой.
• Ключевые факторы выживания: свидетельство, ранняя КЛР, быстрая скорой.

Проблема

Более 65% нессвидетельствованных остановок происходят дома, часто никого рядом нет. Выживаемость без свидетелей <4% против 15–18.5% при свидетелях.

Решение PHA

Носимое устройство на базе Arduino 101 (Curie) с 6-осевым IMU:

1. Автодетект падения/обморока по акселерометру → мгновенно триггерит тревогу.
2. Голосовая активация: «Алекса, мне нужна помощь, позвони 911» или «Алекса, помощь. Вызови скорую».
3. Автозвонок 911 через Plivo с передачей адреса (GPS/адрес профиля).
4. Уведомление соседей/родственников (SMS/звонок), обученных КЛР.
5. Голосовые инструкции Alexa по КЛР (частота, глубина, ритм) пока едет скорaya.
6. Отмена ложной тревоги: «Алекса, я в порядке» в течение 1 минуты.

Техническая архитектура

• Edge (Arduino 101): Curie IMU → детект падения (пороговые значения ускорения/ориентации) → отправка по UART на ESP8266.
• Gateway (ESP8266): Wi-Fi → HTTPS/MQTT → AWS IoT / Lambda.
• Cloud (AWS): Lambda обрабатывает событие, вызывает Plivo API для звонков, пушит уведомления в Alexa Skill.
• Alexa Skill: Говорит с пользователем, даёт инструкции КЛР, принимает отмену.

Исполнительская презентация

Слайды на Google Drive (ссылка в оригинале).

Код

Репозиторий хакатона: GitHub (Arduino 101 скетч, ESP8266 прошивка, Lambda код, Alexa Skill манифест).

Схема

Arduino 101 ↔ UART ↔ ESP8266 (GPIO0, GPIO2, TX, RX, CH_PD, RST, VCC 3.3V, GND). ESP8266 прошит AT-прошивкой или кастомным SDK. Питание от LiPo 3.7V через LDO 3.3V (не от 5V Arduino!). Общая земля обязательна.

Дальнейшее развитие

• Интеграция с пульсоксиметром (MAX30100/MAX30102) для подтверждения отсутствия пульса.
• GPS-модуль для точной локации вне дома.
• Машинное обучение на Curie для классификации типов падений (снижение ложных срабатываний).
• Многоязычная поддержка Alexa.