Chappie – A Digital Buddy

Die Idee

Aufmerksam in Hybridvorlesungen zu sein kann ziemlich schwierig werden.
Das Geschehen vor Ort ist meist sehr agil, man führt Diskussionen, es werden Skizzen gezeigt und man selbst ist meist statisch am Laptop des Dozierenden gefangen und wird nicht wahrgenommen.

Wie können wir eine Anwendung kreieren, welches Online TeilnehmerInnen die Möglichkeit gibt, remote 
von Zuhause aus an der Vorlesung teilzunehmen, ohne dabei gleichzeitig 
auf die Vorteile von Präsenzveranstaltungen verzichten zu müssen?

Wie kann man es Dozierenden ermöglichen den Überblick zu behalten, wenn Studierende nicht nur im selben Raum sondern auch Digital anwesend sind?

Die Lösung für uns ist eine Anwendung welche einem von Zuhause aus ermöglicht die Vorlesung in verschiedenen Blickwinkeln möglichst frei zu betrachten.
Mit einer dauerhaften Präsenz und Interaktionsfähigkeit im Raum.

Ideation

Diese Lösung lässt sich mit verschieden Konzepten erreichen. So wurden verschiedene Konzepte kreiert und gegenseitig abgewogen.

Veranstaltungsablauf

Welche Interaktionspunkte besitzt eine Vorlesung?
Diese werden hier dargestellt.
Nicht nur während der Veranstaltung, sondern auch vor und nach der Veranstaltung gibt es Interaktionspunkte.
Diese sind mit nötigen Funktionen hervorgehoben um daraus eine Feature Liste abzuleiten.

Konzeptauswahl

Die konkrete Auswahl aus allen Möglichkeiten ist wegen der variablen Aufstellmöglichkeit sowie des geringeren Platzbedarfs und Installationsaufwands auf den Digitalen Buddy gefallen.

Dabei soll sich dieser Drehen, Neigen und Visuell auf sich aufmerksam machen können.

Der Buddy soll an Platzbedarf ca. einem Standard Sitzplatz entsprechen, wodurch eine stärkere Wahrnehmung des Online Teilnehmers gewährleistet wird.

Die Video Übertragung wird über ein iPad dargestellt, welches auf dem Digitalen Buddy sitzt und sich auch innerhalb des Zoom Raums befindet.
Dadurch kann die Übertragung standardisiert fortlaufen und die Interaktion im Raum ist möglich.

Systemarchitektur

Frontend Architektur

Im Frontend sehen wir das User Interface des Chappie. Dort sehen wir eine über ein Chrome Plugin abgeänderte Version von Zoom. Dadurch können wir Zoom als Videokonferenztool nutzen und in dessen Interface unsere eigenen Funktionen wie die Steuerung mit implementieren.
Wir verbinden unser Interface mit dem Backend um dorthin die Anfragen der neuen Position zu senden. Die bereits in Zoom vorhandene Funktion des Handhebens wird über fetch(“/raiseHand”); ausgeführt.

Mikrocontroller – ESP8266

Der ESP8266 ist das Ende des Interaktionspunktes im Veranstaltungsraum. Dort sitzt der Mikrocontroller im Herzen von Chappie und wird zu Beginn der Veranstaltung über ein eigenes Web Interface mit dem lokalen WiFi verbunden, falls dieses nicht selbst erkannt wird.
Anschließend wird ein Event des MQTT Brokers abonniert (“startMove” || “stopMove” || “raiseHand”).
Daraufhin wird die jeweilige Funktion verarbeitet und der dementsprechende Stepper setzt sich in Bewegung / Hält an oder das LED Band beginnt leuchtend zu pulsieren.

Docker Container

Das Backend ist aus drei unterschiedlichen Docker Containern aufgebaut, welche innerhalb einer docker-compose.yml gemeinsam als services gestartet werden. Der Vorteil davon ist, dass unsere Datenbank, ein MongoDB Container, nicht für die Öffentlichkeit zugänglich ist.

Der MQTT Broker ist eine Community Version von HiveMQ. Diese ist gratis und für einfache Anwendungen ausreichend.
Node.js ist das Herz des Systems, denn hier werden sowohl generelle Informationen wie auch Daten für den Kalendereintrag bereitgestellt.

Aus Zeitgründen ist die Verbindung zu Google Calendar und Zoom nicht direkt mit in die Anwendung integriert. Die aufgeführten Komponenten sind jedoch Teil des Gesamtkonzepts, welches angestrebt wurde.