Un sistema di casa, nato per un hackathon
Il sistema domestico
Lanternina divide l'esecuzione tra un hub domestico e un'API cloud. L'hub coordina schermi, stampa e restituzione dei fogli e gestisce i tempi delle attività. L'API cloud chiama i modelli su Microsoft Foundry per generare attività e pagine, interpretare i fogli restituiti e preparare i seguiti.
L'hub può stare vicino al router. Gli schermi comunicano con lui via Wi-Fi; anche stampante e scanner si raggiungono attraverso la rete.
Gli schermi sono alimentati a batteria e si possono collocare dove servono; se ne possono aggiungere altri. Gli schermi e i dispositivi portatili sono progettati per consumare pochissimo, con l'obiettivo di restare disponibili per settimane fra le ricariche. Passano gran parte del tempo in riposo e si risvegliano per comunicare; l'e-paper mantiene l'immagine anche durante il riposo. L'autonomia dipende dalla frequenza degli aggiornamenti e dall'uso. Hub e stampante hanno invece un'alimentazione fissa.
Come va un'attività
Il gioco si sviluppa attraverso più scambi, fino a una chiusura. Lanternina parla con fogli stampati e messaggi sui display. Il ragazzo risponde scrivendo o disegnando sui fogli e fotografando quello che ha fatto. Il contenuto restituito orienta la risposta successiva, che può portare un altro foglio.
Il ritmo è quasi epistolare e materiale. Tra una restituzione e la risposta occorre attendere la lettura della fotografia, la preparazione della pagina e l'aggiornamento del display. Le istruzioni restano sulla carta durante l'attesa. Il limite richiesto ai prompt è di 5 fogli per gioco come valore predefinito, distribuiti fra gli scambi e compresa l'eventuale stampa finale. Il genitore può scegliere un limite più basso; non occorre usare tutti i fogli.
- Il genitore orienta la proposta. Scrive interessi, argomenti da evitare, lingua e circostanze del momento. Può preparare un brief e fissa le ore disponibili.
- L'API cloud richiede un'attività a un modello. Invia le preferenze della famiglia e il metodo scelto per l'attività. Il modello restituisce un grafo di fasi, chiamate momenti, con opzioni di durata, aiuti e percorsi verso la conclusione.
- L'API verifica e conserva l'attività. Controlla il formato della risposta e la struttura dell'attività e applica Content Safety al testo. I controlli falliti possono richiedere un tentativo di correzione. Il genitore esamina l'attività accettata e può approvarla o rifiutarla.
- L'hub ritira l'attività. Interroga la device API secondo il proprio programma. L'API restituisce l'attività in attesa nella risposta HTTPS e l'hub la conserva localmente prima di preparare la prima pagina.
- L'hub chiede una pagina all'API cloud e la stampa. Il modello di immagini riceve i contenuti e le istruzioni di disegno per quella pagina. L'API restituisce l'immagine generata; l'hub la manda alla stampante tramite IPP.
- La fotocamera o lo scanner restituisce la pagina compilata. Un modello di visione riceve la fotografia o la scansione e l'immagine originale della pagina. Le confronta e restituisce una lettura dei segni aggiunti.
- L'hub sceglie il momento successivo in base alla lettura. Segue la transizione corrispondente nel grafo dell'attività e prepara il messaggio o la pagina successiva. Il gioco prosegue con altre risposte sui fogli e fotografie fino alla conclusione. Al primo controllo del timer nei trenta minuti che precedono l'ora di fine fissata dal genitore, avvia il percorso di conclusione del momento corrente.
Restituire il foglio con la fotocamera
Il ragazzo fotografa il foglio completato per restituirlo all'attività. La fotocamera usa una XIAO ESP32S3 Sense in un contenitore stampato in 3D, con un pulsante di scatto, una spia e una batteria. Il prototipo produce JPEG da 1600 × 1200 pixel.
Una pressione avvia l'acquisizione. La spia resta accesa fino a quando il fotogramma scelto è pronto; salvataggio e invio continuano dopo lo spegnimento. Il firmware scrive il JPEG nella memoria flash locale e lo rilegge prima di avviare il Wi-Fi. Invia l'immagine al server domestico tramite HTTPS autenticato. Due lampeggi confermano una ricevuta corrispondente dopo il salvataggio sul server. Un invio fallito conserva la fotografia e il suo identificatore per un tentativo successivo.
Per un foglio stampato, il lettore riceve la fotografia e la pagina originale conservata per la stampa. Le confronta tenendo conto delle differenze di prospettiva e illuminazione, trascrive le aggiunte leggibili e segnala le incertezze. Una lettura incerta o un'associazione ambigua lascia l'attività in attesa. L'hub sceglie una fotocamera o uno scanner compatibile fra quelli assegnati dal genitore e conserva quella scelta per la restituzione. La famiglia può vedere, scaricare e cancellare le fotografie nel pannello del genitore.
Una costruzione o una disposizione di oggetti può invece essere fotografata senza un originale stampato. Il modello descrive il materiale visibile pertinente. Un adolescente invitato può anche inviare fotografie dal portale; il cloud le conserva fino al prelievo dell'hub. Solo una fotografia associata a un momento compatibile in attesa entra nel percorso di lettura dell'attività.
Le prove sul prototipo hanno verificato scatto a batteria, segnalazione luminosa, riposo, risveglio e ripresa dell'invio dopo un'interruzione del ricevitore. La pagina di implementazione descrive le verifiche e i limiti ancora aperti.
Il pannello del genitore
Il genitore apre il pannello dal browser. Le attività in attesa mostrano titolo, durata, fogli previsti e una descrizione di ciò che succederà. Può leggere il copione, approvare, rifiutare o lavorare ancora sull'idea. L'approvazione mette l'attività a disposizione della casa, senza avviarla subito.
Nelle impostazioni sceglie giorni e ore, quante attività possono cominciare, interessi, argomenti da evitare e lingua. Può aggiungere una nota temporanea e stabilire i limiti entro cui il seguito può cambiare. Durante un'attività può anticiparne la fine o chiedere di avviare la chiusura. Il registro raccoglie ciò che il sistema ha generato e mostrato.
I dispositivi della casa
Il pannello elenca schermi e fotocamere registrati, stampanti e scanner rilevati. Il genitore dà un nome ai dispositivi, assegna i compiti e vede quali richiedono attenzione. Fotocamere e scanner offrono una sola funzione di restituzione, "mostra a Lanternina". Più dispositivi compatibili possono averla; l'hub ne sceglie uno per ogni restituzione. Gli schermi possono avere più compiti di visualizzazione.
Il genitore imposta l'intervallo di collegamento di ogni display. Se tutti superano 5 minuti, il pannello mostra un avviso: almeno un display che mostra le azioni da compiere dovrebbe collegarsi ogni 5 minuti o meno, per non rallentare troppo le risposte. Un intervallo più breve riduce l'attesa per l'aggiornamento e richiede più risvegli a batteria. L'intervallo non garantisce il tempo totale di risposta, che comprende anche elaborazione e stampa.
Ricostruire una ferrovia
Una vecchia ferrovia collegava un casello a una trincea, passando fra i filari e sopra un ponte. La mappa conserva queste osservazioni, ma lascia incerto il passaggio accanto allo stagno. L'attività chiede di disegnare nel taccuino un tracciato possibile, indicarne la direzione e proporre un'alternativa.
In questo esempio sintetico, il lettore ha riconosciuto la freccia e la direzione scritte. Il seguito ha chiesto di rivederle dopo una nuova indicazione sull'orientamento della mappa.
Il sistema distingue un foglio compilato da uno bianco e usa ciò che legge per continuare. Se non riesce a leggere il foglio, resta in attesa. Il seguito passa dai controlli di sicurezza, senza una seconda approvazione del genitore.
La memoria
Il sistema conserva configurazione, attività prodotte, esiti, durate riportate e sintesi delle letture. Una chiamata separata osserva i confronti dei fogli da scanner per calibrare carico e quantità di scrittura; le letture fotografiche saltano quella chiamata. Le osservazioni recenti contribuiscono al profilo che orienta i prompt. Il pannello non espone il profilo come punteggio. Il genitore può cancellare memoria delle attività e osservazioni. Manca una vista completa della memoria in linguaggio corrente.
Durante lo sviluppo, fotografie, materiale restituito, letture e diagnostica possono essere conservati per la famiglia autenticata. Archivio fotografico, pagine generate, registro delle attività e osservazioni hanno percorsi di conservazione e cancellazione distinti. I pixel originali dello scanner possono essere archiviati localmente quando è configurato il database delle scansioni; una galleria completa delle scansioni non è costruita.
Un amministratore può inoltre abilitare un archivio temporaneo delle letture complete per 14 giorni. Le sue righe scadono 14 giorni dopo la scrittura. Non è una regola di cancellazione a 14 giorni per tutte le fotografie, le tracce, le sintesi o le osservazioni. Cancellare una fotografia non cancella automaticamente ogni interpretazione derivata. La politica di conservazione verrà rivista dopo lo sviluppo.
Lo stack
In casa
Il prototipo usa un Raspberry Pi Compute Module 5 su base board PoE con Raspberry Pi OS, schermi da 7,5" su XIAO ESP32-S3 e firmware TRMNL modificato, e una Epson ET-2870 via IPP ed eSCL. Dal pannello il genitore dà un nome ai dispositivi e assegna i compiti agli schermi. Uno schermo può seguire le attività, mostrare promemoria e ospitare quadri, oppure avere soltanto alcuni di questi compiti.
Nel cloud
Static Web Apps serve il sito e il pannello. L'API in Container Apps riceve le richieste del pannello e dell'hub, chiama i modelli su Microsoft Foundry e applica Content Safety ai contenuti generati. Cosmos DB conserva configurazione e registri; Blob Storage conserva le immagini. La lettura delle scansioni non applica Content Safety alle immagini in ingresso.
Confini imposti dal codice
- L'attività fornisce da sola il motivo per continuare; il sistema non aggiunge serie di giorni, obiettivi giornalieri o ricompense trattenute.
- Il programma risponde alle attività approvate e alle loro scadenze, invece che all'assenza o a misure del tempo trascorso.
- Il gate di revisione rende il profilo disponibile soltanto ai modelli che scrivono ed eseguono un'attività. Gli schermi, i fogli stampati e le pagine del pannello ricevono contenuti già esaminati.
- Il percorso di visione confronta fogli restituiti o descrive oggetti fotografati. Richiede materiale visibile e incertezza, non valutazioni di identità, emozione o attenzione. Le fotografie possono comunque contenere persone o informazioni private; un prompt non garantisce che il modello ometta ogni inferenza non fondata.
Perché ogni confine esiste, e quanto costa · ogni prompt, intero, come lo riceve il modello
Quando non c'è un'attività
Gli schermi restano nelle stanze anche tra un'attività e l'altra. In quei momenti fanno da piccoli quadri: invece di lasciare un display vuoto o un'istruzione ormai finita, mostrano un'immagine che può stare su una parete o su un mobile. Quando serve, lo stesso schermo può mostrare un promemoria o accompagnare una nuova attività, poi tornare al quadro.
I quadri
Il genitore assegna agli schermi il compito di mostrare quadri e sceglie i temi delle immagini, gli orari e la frequenza del cambio. I quadri generati restano sfogliabili nel pannello. Uno schermo dedicato può continuare a mostrare il suo quadro mentre un altro segue un'attività.
I promemoria
Il genitore scrive un promemoria in una frase, con l'ora e gli eventuali giorni: per esempio, «Il martedì alle 17 prepara la borsa per nuoto». La casa lo mostra sugli schermi assegnati ai promemoria. Una pressione del pulsante lo toglie; altrimenti scompare alla fine della sua finestra, di norma dopo trenta minuti. La pressione non viene conservata come prova che la cosa sia stata fatta.
Su uno schermo con più compiti, un promemoria ha precedenza sull'attività, che a sua volta ha precedenza sul quadro. Quando il contenuto prioritario termina, torna visibile quello sottostante.
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