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25 Años de Integración Escolar en España

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Control del entorno para la diversidad funcional: Kora José Alcalá Correa, María José Rodríguez Fórtiz, Carlos Rodríguez Domínguez

Grupo GEDES. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática y Telecomunicación. Universidad de Granada.

Resumen

El origen de la discapacidad de una persona puede estar en los obstáculos y las condiciones limitativas de su entorno que se oponen a su plena participación en su propia vida y en la sociedad. Para facilitar el acceso y el cambio de estado en los dispositivos del hogar y del aula, se ha diseñado la aplicación Kora. Sus principales beneficios son la adaptabilidad al usuario (mediante la configuración de perfiles), la interoperabilidad de diferentes estándares domóticos y, que usando un teléfono móvil o un portátil, se puede interactuar con varios dispositivos, pudiendo acceder a los mismos varios usuarios de forma simultánea y colaborativa.

Palabras clave: control del entorno, accesibilidad, adaptabilidad, domótica

1. Introducción A nivel español [1] y europeo están surgiendo directivas para que los poderes públicos promuevan el diseño y puesta en marcha de estrategias de intervención para la igualdad de oportunidades, la vida independiente, la no discriminación, la normalización y la accesibilidad universal de las personas con discapacidad o diversidad funcional. La accesibilidad universal es “la condición que deben cumplir los entornos, procesos, bienes, productos y servicios, así como los objetos, herramientas y dispositivos, para ser comprensibles, utilizables y practicables por todas las personas en condiciones de seguridad y comodidad, y de la forma más autónoma y natural posible”. La accesibilidad universal presupone la estrategia de diseño para todos, con los ajustes razonables que deban adoptarse. La vida independiente es “la situación en que una persona ejerce el poder de decisión sobre su propia existencia y participa activamente en la vida de su comunidad”. La normalización es “el principio en virtud del cual las personas con discapacidad deben poder llevar una vida normal, accediendo a los mismos lugares, ámbitos, bienes y servicios que están a disposición de cualquier otra persona”.

En la actualidad estas demandas no están cubiertas por completo. Hay muchos casos en los que las personas con discapacidad no tienen plenos derechos y no pueden hacer una vida independiente porque los que hacemos el diseño no los hemos considerado como usuarios finales, no hemos atendido a su diversidad y hemos creado aplicaciones no sostenibles [2]

En este trabajo queremos mostrar nuestra contribución al control del entorno por parte de personas con diversidad funcional. Para facilitar la vida independiente, es necesario que la persona pueda por sí sola poner en marcha dispositivos electrónicos y domóticos (luces, persianas, puertas, etc), y electrodomésticos, así como poder consultar su estado. Para ello se precisa de una interfaz abierta que soporte distintos estándares domóticos y que sea accesible. No obstante, también se debe ofrecer la posibilidad de que el sistema responda ante eventos que puedan suponer un peligro para el usuario y en tal caso, avisar a otra persona responsable o a un servicio de emergencias.

Existen ya soluciones en el mercado y a nivel de investigación para el control de entorno, como AmiLab [3], que está enfocado a la Ambient Intelligence, de forma que es la casa la que se adapta a las preferencias del usuario mediante el uso de agentes inteligentes. De forma

Alcalá, J.; Rodríguez, M.J. y Rodríguez, C. CONTROL DEL ENTORNO PARA LA DIVERSIDAD FUNCIONAL: KORA

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similar, InterAct [4], implementa entornos inteligentes, pero añadiendo un asistente que soporta el diálogo oral para comunicarse con el usuario. Asimismo, se añade al sistema la capacidad de identificar visualmente lo que está haciendo el usuario en cada momento. En BJAdaptaciones [5] se ofrecen varias soluciones de control de entorno tales como mandos, sillas adaptadas, o aplicaciones para PC, que suelen ser bastante específicas y se centran en cubrir la necesidades de personas con algún tipo concreto de discapacidad. M. Chan et al. [6], buscan soluciones de domótica que mejoren la calidad de vida de ancianos y personas discapacitadas, desde una perspectiva de monitorización, ayuda a la movilidad y detección y prevención de riesgos sin alterar su vida diaria.

Sin embargo, estas soluciones tienen varias desventajas que vamos a intentar suplir con nuestra propuesta. Presentamos como alternativa a Kora [7], que es una aplicación para dispositivos móviles con sistema operativo Android, que permite facilitar la interacción con elementos del entorno a personas con problemas motores, sensoriales o cognitivos. Muestra al usuario el estado de los dispositivos domóticos y también permite controlarlos. Los principales beneficios que aporta Kora son los siguientes:

• Acceso a distintos dispositivos domóticos con la misma aplicación.

• Acceso de distintos usuarios simultáneamente a los mismos dispositivos domóticos.

• Herramienta para personalizar la interfaz del usuario facilitando la accesibilidad al cambio de estado de los dispositivos y a la consulta de su estado en cada momento.

• Extensible y gratuito al haberse concebido como software libre sobre el sistema operativo Android que es también gratuito y de libre distribución.

• Conectable a un servidor central que permite:

• Interoperabilidad y compatibilidad con distintos estándares domóticos y con otras aplicaciones que precisen de los datos de los dispositivos domóticos.

• Implementación de un sistema de alarmas o avisos programados al detectar situaciones anómalas.

• Comunicación de estado de dispositivos a usuarios que comparten su control.

En las siguientes secciones entraremos en más detalle sobre la aplicación Kora.

2. Propósito y objetivos de la aplicación Kora

Una premisa básica en Kora es que debe permitir la accesibilidad universal. Se ha hecho un diseño para todos que permite que sea totalmente personalizable de cara al usuario. Así, es posible cambiar prácticamente todos los elementos de la interfaz de usuario que se muestran y su comportamiento. Para ello, se ha partido del concepto de perfil de usuario, que permite que varios usuarios con características completamente distintas puedan utilizar el mismo dispositivo. Las personalizaciones de la interfaz pueden ser definidas por parte del propio usuario con discapacidad o bien por parte de un tutor (como puede ser un familiar o el profesor del aula), al que se presenta una interfaz sencilla e intuitiva para que pueda configurar unos parámetros básicos.

Una gran ventaja que aporta el sistema es la reducción de costes. La aplicación soporta varios modelos de dispositivos móviles como teléfonos móviles, tablet PCs u ordenadores que pueden llegar a tener un coste muy asequible y en determinados casos pueden llegar a soportar varias formas distintas de interacción. Añadimos además la libertad y gratuidad de la



aplicación y de las bibliotecas de control de entorno sobre sensores y actuadores con las que interacciona.

Sin embargo, uno de los mayores problemas para la utilización de dispositivos domóticos es la diferencia entre los mismos, así como el hecho de que no sean interoperables y además sean cerrados. Esto suele conllevar un incremento de los costes y grandes dificultades a la hora de diseñar y utilizar una instalación domótica. Por ejemplo, los dispositivos que siguen el estándar europeo KNX [8] suelen ser bastante caros y solo pueden programarse con aplicaciones y bibliotecas propietarios (y también caros) que proporcionan los fabricantes. No obstante, hay una biblioteca libre [9] que permite trabajar con ellos de forma gratuita, aunque es complicada de instalar y utilizar por un usuario no experto.

Uno de los objetivos más importantes de la aplicación Kora es facilitar en la medida de lo posible la utilización de dispositivos de distintos fabricantes y tecnologías, controlándolos de forma centralizada. En la figura 1 se observa la arquitectura diseñada para que un servidor central se conecte con los dispositivos domóticos de diferentes estándares, siguiendo varias formas distintas: Wifi, Bluetooth o incluso remotamente por Internet. Puede haber varios dispositivos conectados al servidor que funcionarán de forma cooperativa. Los usuarios accederán a los dispositivos domóticos de forma transparente y también para operar de forma simultánea si lo desean.

Figura 1. Arquitectura de Kora

3. Desarrollo y metodología Como hemos comentado, la personalización de la interfaz de usuario es una de las características más destacadas de Kora. Se realiza mediante la definición de usuarios y asociándoles perfiles que dependen de sus necesidades, capacidades y habilidades. Los perfiles definen la interacción más óptima con los dispositivos y las acciones que les están permitidas a los usuarios teniendo en cuenta estándares de accesibilidad [10].

La aplicación soporta la creación de varios usuarios, y antes de que estos comiencen a usarla es necesario que un tutor los registre en la misma. El tutor puede elegir el usuario que va a utilizar la aplicación, crear otros nuevos y modificar o borrar los existentes. Todo este proceso es intuitivo y fácil de realizar, tal y como se muestra en la figura 2.



Figura 2. Menús de creación y edición de usuarios.

Como se puede observar en la figura 2, para cada usuario se pueden definir varias características personales y los perfiles de uso y dispositivos que utilizará. El perfil de uso define el aspecto y la realimentación de la aplicación y el perfil de dispositivos define las acciones que el usuario podrá realizar sobre el entorno. Este último perfil aún no está definido completamente y está implementándose en estos momentos. El aspecto de estos apartados es muy similar al de la visualización y edición de usuarios. Se permite elegir un perfil de los listados para el usuario actual y añadir, modificar y borrar los perfiles de la lista, como puede apreciarse en la figura 3.

Figura 3. Menús de selección, adición/edición y copia de perfiles de uso.

Los perfiles de usuario están divididos en cuatro apartados principales: interacción, visualización, realimentación y sonido. Para una mayor comodidad, se permiten definir nuevos perfiles a partir de otro mediante copias de los mismos. El apartado de interacción (figura 4) permite definir cómo se relacionará el usuario con la aplicación, en función de sus necesidades o preferencias. En este apartado se decide si el usuario elegirá las opciones pulsando directamente sobre los botones, o si se activará un modo de barrido que resalte las opciones en intervalos fijos de tiempo para que sean seleccionables cuando están resaltadas. Ambos modos de funcionamiento son personalizables según varios parámetros de funcionamiento. También es posible cambiar el modo de paginado de la aplicación en el caso de que no cupieran todos los elementos en pantalla.



Figura 4. Configuración del modo de interacción.

El apartado de visualización (figura 5) define el aspecto que tendrá la aplicación de cara al usuario. En esta pantalla pueden cambiarse prácticamente todos los aspectos de la interfaz gráfica. Es posible modificar el tamaño, el número y la organización de los botones y el margen entre ellos. También puede cambiarse el aspecto de los botones, iconos, pictogramas, fotografías o animaciones que representan a los dispositivos y las acciones que pueden realizarse sobre ellos. Además, puede bloquearse la orientación de la pantalla y configurar el texto de los botones.

El apartado de realimentación (figura 6) permite configurar las reacciones que tendrá el programa ante determinadas acciones de usuario. Es posible activar una vibración o un resaltado de la imagen que refuerce la notificación al usuario de que ha realizado una acción. También es posible elegir si mostrar o no una ventana de confirmación cuando se realiza una acción para evitar fallos y mejorar la atención del usuario. En el apartado de sonido y voz es posible configurar las realimentaciones sonoras de la aplicación. Pueden activarse y desactivarse los sonidos y especificar cómo van a ser: sonidos simples (como clics o pequeños pitidos), voz sintetizada o voz previamente grabada (por ejemplo por un tutor o familiar del usuario). También puede definirse bajo qué eventos se reproducirán dichos sonidos.

Figura 5. Configuración del modo de visualización.



Figura 6. Configuración de la realimentación al usuario. Configuración de sonido.

En la figura 7 podemos ver una comparativa entre las interfaces de usuario que se les presentan a dos usuarios diferentes para acceder a los mismos dispositivos. A la izquierda, la interfaz de usuario está en blanco y negro, sin texto, con avisos de voz y vibración ante los eventos y modo de interacción es el de barrido por filas y columnas. A la derecha, la aplicación funciona en modo de alto contraste, con una tipografía adaptada para los niños y en horizontal.

Figura 7. Ejemplos de uso.

Cuando se añade un nuevo dispositivo a la instalación domótica de la casa o centro educativo del usuario, puede ser necesario incluir una nueva representación para que el usuario lo identifique más fácilmente. Estas representaciones se añaden simplemente copiando una serie de ficheros de imagen y sonido junto con una descripción de los mismos a la tarjeta de memoria del dispositivo móvil. La aplicación las carga automáticamente cuando se detecta el nuevo dispositivo domótico. En el futuro tenemos previsto el desarrollo de un generador para facilitar esta tarea.



4. Conclusiones y trabajos futuros El principal objetivo de Kora es facilitar la adaptación al usuario de una aplicación de control de entorno. Con ello se hace accesible por parte de personas con discapacidad, la realización de acciones sobre dispositivos como electrodomésticos, luces, puertas, ventanas, persianas, etc. Para facilitar la interoperabilidad entre distintos estándares domóticos y la comunicación entre diferentes aplicaciones que puedan compartir el estado de los dispositivos, se requiere de un servidor central, en el que además puede estar la lógica necesaria para detectar y avisar en caso de que se produzcan situaciones no deseadas que afecten a la seguridad de los usuarios. Éste último aspecto aún no está implementado, ya que se está trabajando simultáneamente en un servicio de localización de usuarios con el que interaccionará. En todo caso, al tratarse de una aplicación libre, está disponible y totalmente documentada para que sea extensible y mejorable por otros usuarios y colectivos.

El proyecto se planteó como una continuación de proyectos anteriores realizados en el colegio de Educación Especial Jean Piaget de Granada. En dicho centro existe una “casita” domotizada con estándar KNX que sirve de entrenamiento a familias, profesionales y alumnos, para que se familiaricen con el control de dispositivos y uso de sensores. En la actualidad no existe una interfaz que unifique el acceso a todos los dispositivos de la vivienda y que sea accesible por parte de la diversidad del alumnado del centro. Con la aplicación Kora se ofrecen estas posibilidades y tenemos previsto usarla de forma experimental el próximo curso académico con todos los implicados, dando formación y mejorando el programa con sus sugerencias. Gracias a una subvención obtenida por la empresa pública VEIASA, también vamos a poder incorporar dispositivos del estándar Zigbee que son más económicos y más fáciles de mantener e instalar.

Por último, deseamos indicar que Kora ha ganado el premio nacional de accesibilidad dentro del IV Concurso Universitario de Software Libre [11], lo cual ha supuesto un estímulo para el equipo de trabajo que desea aún más continuar su labor y ofrecer una aplicación útil y sostenible. Agradecimientos Este trabajo está financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, a través del proyecto TIN2008-05995/TSI. Referencias bibliográficas [1] Ley 51/2003. BOE 289 de 03/12/2003 (Sec. 1 Pag. 43187 a 43195).

[2] Decálogo Tecnoneet para la igualdad de oportunidades en el mundo digital. Conclusiones del Congreso Tecnoneet 2008. Región de Murcia. www.tecnoneet.org.

[3] García-Herranz, M., Haya, P. A., Alamán, X. (2009) “Easing the Smart Home: Translating Human Hierarchies to Intelligent Environments”. Bio-Inspired Systems: Computational and Ambient Intelligence, (pp. 1098-1105). [4] Haya, P. A., Alamán, X., Montoro, G. (2003) “El proyecto Interact: el rol de la información contextual”. International Conference on Human-Computer Interaction (Interaction 2003 - Vigo). [5] BJAdaptaciones. www.bj-adaptaciones.com/. [6] Chan, M., Estève, D., Escriba, C., Campo, E. (2008) “A review of smart homes-Present state and future challenges”. Computer Methods and Programs in Biomedicine 91 (1), pp. 55-81. Elsevier.



[7] Rodríguez-Domínguez, C ; Fernández, A; Alcalá-Correa, J; Rodríguez-Fórtiz, MJ. (2010). Una Propuesta de Diseño para la Integración e Interoperabilidad de Aplicaciones para Personas con Necesidades Especiales. Interacción 2010.

[8] Asociación KNX. http://www.knx.org

[9] Calimero. http://calimero.sourceforge.net

[10] Estándar accesibilidad ISO/16071. http://www.iso.org/iso/catalogue_detail?csnumber=30858

[11] http://www.concursosoftwarelibre.org/0910/premios-iv-concurso-universitario-software-libre

Cómo citar este trabajo:

Alcalá, J., Rodríguez, M.J. y Rodríguez, C. (2010) Control del entorno para la diversidad funcional: Kora. En Arnaiz, P.; Hurtado, Mª.D. y Soto, F.J. (Coords.) 25 Años de Integración Escolar en España: Tecnología e Inclusión en el ámbito educativo, laboral y comunitario. Murcia: Consejería de Educación, Formación y Empleo.

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