2.7. Wdrożenie systemu

System operacyjny HabitatOS jest aktywnie działającym oprogramowaniem, które znajduje zastosowanie w bazie kosmicznej Lunares. Poza tym jest również projektem badawczym, który pozwala na rozpoznanie problemów charakterystycznych dla prowadzenia misji eksploracyjnych głębokiej przestrzeni kosmicznej. Aplikację można wykorzystać w nowoczesnym i inteligentnym budownictwie przy zarządzaniu czujnikami, analizie danych i wykrywaniu anomalii. Obecne rozwiązania dostępne na rynku nie pozwalają na podejście holistyczne scalające informacje biomedyczne wraz z danymi środowiskowymi oraz kontrolą budynku.

2.7.1. Wybór jednostki badawczej

System HabitatOS został wdrożony w polskim habitacie Lunares znajdującym się na terenie byłego lotniska wojskowego (ICAO: EPPI, Rys. 2.21.) w Pile 100 km na północ od Poznania. Powodem wdrożenia systemu w tej placówce było bezpośrednie zaangażowanie autora pracy w tworzenie bazy kosmicznej oraz przygotowanie symulacji.

../_images/lunares-map.png

Rys. 2.21. Mapa satelitarna lotniska w Pile z zaznaczoną lokalizacją umiejscowienia habitatu Lunares. Źródło: Google Maps.

Autor pracy brał udział w trzech symulacjach misji kosmicznych w charakterze astronauty. Ponadto uczestniczył w czterech misjach w roli CAPCOM (osoba komunikująca się z astronautami) jak również operatora centrum kontroli misji (ang. Mission Control Center, MCC) oraz głównego badacza (ang. Primary Investigator, PI).

Doświadczenie zdobyte w trakcie uczestnictwa w symulacjach zarówno jako członek MCC jak i astronauta pozwoliło na zaprojektowanie oraz stworzenie systemu dedykowanego do rozwiązania realnie istniejących problemów w tej placówce naukowej.

Habitat Lunares (Rys. 2.22., Rys. 2.23.), jest budynkiem posiadającym na chwilę obecną ponad 220 inteligentnych sensorów, tj. czujniki dymu, CO2, czujniki temperatury i wilgotności względnej, otwarcia zaworów, otwarcia drzwi, kontrolerów oświetlenia, itp. pozwalających na stałe monitorowanie parametrów środowiskowych. Uczestnicy zamykani są na dwutygodniowe symulacje misji kosmicznych, podczas których zbierane są dodatkowo dane biomedyczne. Charakter izolacji pozwala na lepszą jakość danych oraz mniejszą liczbę szumu. Jest to sytuacja pożądana w przypadku rozwoju systemu w trakcie jego wykorzystania.

../_images/lunares-outside.png

Rys. 2.22. Zdjęcie z wykorzystaniem bezpilotowego statku powietrznego przedstawiające habitat Lunares z lotu ptaka. Zdjęcie wykonano 8 sierpnia 2018 r. Źródło: John Trzinski. [Trzinski2018]

../_images/lunares-inside.jpg

Rys. 2.23. Zdjęcie wnętrza habitatu Lunares zrobione w sierpniu 2018 roku.

2.7.2. Metody wdrożenia systemu

System został wdrożony w habitacie Lunares w 2017 roku. Od czasu uruchomienia aplikacja działa bezawaryjnie i nie zdarzyły się przypadki braku dostępu ani utraty danych. Przy jego wykorzystaniu przeprowadzono 4 misje, podczas których HabitatOS był wsparciem dla innych systemów oraz 2 misje korzystające wyłącznie z niego. W każdej dwutygodniowej misji brało udział 6 analogowych astronautów różnych narodowości oraz drugie tyle osób w MCC.

Od strony użytkownika do korzystania z HabitatOS wymagane jest posiadanie wyłącznie nowoczesnej przeglądarki internetowej. Ze względu na zastosowanie technologii sieci web wdrożenie systemu sprowadzało się jedynie do podania adresu internetowego, założenia imiennych kont oraz szkolenia uczestników symulacji z użytkowania systemu.

Od strony serwerowej do uruchomienia systemu konieczna jest instalacja platformy Docker. Oprogramowanie to dostępne jest na dowolną dystrybucję systemu Linux oraz najnowsze wersje macOS. Istnieje możliwość uruchomienia aplikacji na serwerowej edycji systemu Windows, lecz nie jest to oficjalnie wspierane rozwiązanie.

Wersja systemu HabitatOS, która wykorzystywana jest w bazie Lunares uruchomiona jest na platformie chmurowej o nazwie Heroku. Usługa ta zapewnia kontener uruchomieniowy Docker oraz stabilną i dostępną bazę danych. Codziennie o północy wykonywana jest automatyczna kopia zapasowa.

2.7.3. Dostęp do systemu

Każdemu z użytkowników założono konta imienne oraz wygenerowano tymczasowe hasło, które musiało zostać zmienione przy pierwszym logowaniu.

Sprawdzanie uprawnień w systemie polega na weryfikacji przynależności do grup. Członkom symulacji w charakterze astronautów przypisano grupę Astronauts. Kontrolerom MCC grupę odpowiednią do roli, tj.:

  • Mission Control (wszyscy członkowie MCC),

  • Medical Doctors (lekarze misji z dostępem do danych medycznych),

  • Psychologists (psychologowie z dostępem do danych psychologicznych i socjodynamicznych),

  • Primary Investigators (pozostali naukowcy, których eksperymenty były wykonywane podczas misji),

  • OS Administrators (administratorzy systemu).

Konto administratora systemu posiada nieograniczony dostęp do wszystkich danych w systemie. Przed rozpoczęciem misji służy jedynie do wstępnej inicjacji profili użytkowników i nadania im tymczasowego hasła. Na czas misji ze względów bezpieczeństwa konto jest wyłączane, a dostęp do niego blokowany. W przypadku awarii możliwe jest przywrócenie konta w celu usunięcia niepożądanych skutków.

2.7.4. Szkolenia dla uczestników symulacji

Przed każdą misją uczestnicy symulacji zarówno z MCC jak i astronauci byli przeszkoleni w zakresie obsługi systemu HabitatOS. Szkolenie trwało 60 minut i kończyło się stworzeniem profilu dla użytkownika.

Podczas szkolenia poruszano tematy związane z użytkowaniem systemu, wprowadzaniem danych i wymagalnością pól, systemem czasu i synchronizacji zegarów, opóźnień komunikacyjnych oraz możliwości generowania wykresów dla parametrów środowiskowych.

W trakcie jednej z symulacji system był wykorzystywany również przez osobę niewidomą wykorzystującą czytnik ekranu. Astronauta ten nie miał problemów z poruszaniem się po aplikacji i wprowadzaniem danych. Uwagi dotyczące użyteczności ekranów zostały uwzględnione w kolejnych poprawkach do systemu.