LEAP – Освітня платформа для умов з низькою пропускною здатністю

(Low-bandwidth Educational Access Platform)

Незважаючи на те, що глобальний доступ до Інтернету поступово покращується, у деяких регіонах світу доступ до Інтернету все ще залишається дуже обмеженим або взагалі відсутнім через різні причини, серед яких, зокрема, географічні та економічні фактори. Спільно з організацією AID India команда T4EQ спробувала розробити рішення для таких віддалених регіонів, щоб забезпечити їм доступ до необхідних навчальних матеріалів.

«З огляду на те, що кожен освітній центр приймає близько 40 дітей, і кожна дитина отримує мобільний пристрій або «тонкий клієнт», рішення має бути масштабованим, щоб забезпечувати відеоконтент для приблизно 40 окремих пристроїв», — розповідає нам доктор Пріті Падманабхан із T4EQ. «Щоб обслуговувати всіх 40 клієнтів у селі, локальний обчислювальний вузол у селі буде розміщувати та кешувати відеоконтент. Ми назвали цей пристрій LEAP Node. Контент можна розподіляти через локальну мережу на всі клієнтські пристрої без необхідності доступу до Інтернету. Це гарантує, що після завантаження контенту на LEAP Node подальша залежність від мережевого з’єднання відпадає».

Для роботи LEAP потрібно лише Raspberry Pi 4, накопичувач та маршрутизатор.  Контент надається через веб-інтерфейс, доступ до якого можна отримати з будь-якого підключеного пристрою.

LEAP (Low-bandwidth Educational Access Platform — Освітня платформа для умов з низькою пропускною здатністю), як випливає з назви, призначена для роботи в умовах низької пропускної здатності шляхом доступу до ретельно підібраного та оновлюваного сховища Amazon S3.

«AID India зможе керувати кешованим контентом за допомогою маніфест-файлів, що зберігаються на їхньому сервері S3», — продовжує Пріті. «У файлі маніфесту міститься перелік освітнього контенту, що підлягає передачі, розділений на розділи з відповідними назвами. Вузол LEAP періодично звертається до сервера S3, щоб перевірити наявність оновлень у файлі маніфесту. Як тільки оновлення виявлено, контент завантажується, і клієнтам надається нещодавно оновлений контент. Клієнти можуть використовувати веб-браузер для доступу до вузла LEAP, а також переглядати й відтворювати весь відповідний освітній контент».

Рішення з нульовою пропускною здатністю

Окрім цього рішення для місцевостей з низькою пропускною здатністю, потрібно було знайти рішення для сіл, які не мають доступу до даних. Деякі системи в минулому постачалися з попередньо завантаженими всіма необхідними даними навчальної програми. Однак, з огляду на постійне оновлення вмісту (та обмежений обсяг пам’яті), для LEAP було застосовано інше рішення.

«LEAP Node також зможе завантажувати оновлення маніфестів та контенту з зовнішнього USB-накопичувача», — зазначає команда. «Це дозволить вчителю, який їде до школи, взяти матеріали з собою та завантажити їх на LEAP Node, просто підключивши зовнішній USB-накопичувач. Ми також домовилися надати інструмент для управління файлами маніфестів та відеоматеріалами на серверах S3. Оскільки різні центри можуть потребувати різного контенту, залежно від соціального походження та віку дітей, які відвідують заняття, LEAP Node можна налаштувати на відстеження різних файлів маніфестів на сервері AWS S3».

Очікується, що одночасно близько 40 учнів зможуть користуватися програмою LEAP у різних освітніх центрах.

Уся кінцева система складається з Raspberry Pi 4, USB-накопичувача та маршрутизатора, а також програмного забезпечення, розробленого компанією T4EQ спеціально для цієї мети. Під час перевірки наявності оновлень та нового контенту й їх завантаження певний контент отримує пріоритет, а інтелектуальна логіка дозволяє відновлювати перервані завантаження — все це відбувається на основі синхронізованої бази даних на вузлах LEAP.

«Ми обрали [Raspberry Pi], оскільки це ідеальний недорогий одноплатний комп’ютер для запуску нашого спеціального додатка», — розповідає нам команда. «[Це дозволяє] нам кешувати та надавати освітній контент локально в класах без необхідності активного підключення до Інтернету».

Апаратна частина проста — саме програмне забезпечення робить її унікальною.

Серед інших переваг — ціна та доступність Raspberry Pi 4 1 ГБ, а також наявність гігабітного порту Ethernet і підтримка USB 3.0 — ідеальні характеристики для обслуговування 40 пристроїв.

Тестування та розгортання

Програма LEAP все ще перебуває на початкових етапах впровадження організацією AID India.

«Ми завершили початкові випробування і зараз активно співпрацюємо безпосередньо з ними, щоб протестувати та впровадити програму в школах», — пояснює команда. «Хоча ми ще на початку етапу впровадження, ми працюємо швидко і сподіваємося поділитися даними та відгуками від користувачів у найближчі тижні».

Оскільки LEAP працює на основі веб-браузера, ним можна користуватися й на мобільних пристроях: завдяки адаптації інтерфейсу до менших екранів користувацький досвід не поступається використанню повноцінного браузера.

Код LEAP є відкритим і доступний на GitHub. «Ми сподіваємося, що LEAP допоможе забезпечити кращий доступ до освіти для учнів за межами штату Таміл-Наду в Індії, і ми радо вітаємо запити від організацій, зацікавлених у впровадженні цієї платформи», — зазначає команда.

Дізнайтеся більше про проекти на базі Raspberry Pi в офіційному журналі Raspberry Pi Official Magazine

Ця стаття була опублікована у випуску №167 офіційного журналу «Raspberry Pi Official Magazine», з яким можна ознайомитися онлайн. Ви також можете оформити передплату на друковану версію нашого журналу. Ми не тільки здійснюємо доставку по всьому світу, але й ті, хто оформить передплату на шість або дванадцять місяців, отримають БЕЗКОШТОВНИЙ Raspberry Pi Pico 2 W!

Офіційний журнал Raspberry Pi Official Magazine можна знайти у Facebook, X, Threads, LinkedIn, та Mastodon. Також можна зв’язатися з командою електронною поштою: [email protected]