AutiSense: Smart Assistant System for Children with Autism Spectrum Disorder

Abstract

Children with Autism Spectrum Disorder (ASD) may experience sudden emotional stress that is difficult to communicate verbally, which can interrupt daily routines and make task transitions challenging. This project presents AutiSense, an assistive system that uses a wearable system to notice signs of stress early and helps the caregiver with appropriate interventions at the right time. The wearable is built around an ESP32 and integrates a MAX30102 heart-rate sensor, a galvanic skin response (GSR) sensor, and an MPU6050 motion sensor for continuous monitoring. Stress detection follows a baseline-based threshold method. The system first measures a personal baseline for each child, then filters GSR noise, uses an average heart-rate value, and checks motion to separate stress from normal movement or repetitive behavior. When moderate or high stress is detected, the caregiver is alerted through a mobile application and uses it to start an LED-based timer to help the child transition. Prototype testing confirmed reliable real-time sensing and end-to-end operation of the monitoring, decision, and feedback workflow, indicating that AutiSense is a practical, low-complexity solution for supportive ASD care settings. Keywords: ASD, Real-Time Alert System, Wearable Device, Stress Detection, Task Transition, GSR Sensor, Heart Rate Monitoring.

قد يعاني الأطفال المصابون باضطراب طيف التوحد (ASD) من نوبات مفاجئة من التوتر العاطفي يصعب التعبير عنها لفظياً، مما قد يعيق الروتين اليومي ويجعل الانتقال بين المهام أكثر صعوبة. يقدم هذا المشروع نظام AutiSense، وهو نظام مساعد يستخدم نظاماً قابلاً للارتداء لرصد مؤشرات التوتر مبكراً، ومساعدة مقدم الرعاية على تنفيذ تدخلات مناسبة في الوقت المناسب. يعتمد الجهاز القابل للارتداء على المتحكم ESP32، ويضم مستشعر معدل ضربات القلب MAX30102، ومستشعر الاستجابة الجلدية الجلفانية (GSR)، ومستشعر الحركة MPU6050 للمراقبة المستمرة. يعتمد كشف التوتر على طريقة عتبات مبنية على خط الأساس. يبدأ النظام بقياس خط أساس شخصي لكل طفل، ثم يرشح ضوضاء إشارة GSR، ويستخدم متوسطاً لمعدل ضربات القلب، ويتحقق من الحركة للتمييز بين التوتر وبين الحركة الطبيعية أو السلوك التكراري. عند اكتشاف توتر متوسط أو مرتفع، يتم تنبيه مقدم الرعاية عبر تطبيق للهاتف المحمول، ويستخدمه لبدء مؤقت يعتمد على مصباح LED لمساعدة الطفل على الانتقال بين المهام. أكدت اختبارات النموذج الأولي موثوقية الاستشعار في الزمن الحقيقي وعمل النظام بشكل متكامل من المراقبة واتخاذ القرار حتى تقديم التغذية الراجعة، مما يشير إلى أن AutiSense حل عملي منخفض التعقيد لدعم بيئات رعاية الأطفال المصابين باضطراب طيف التوحد. الكلمات المفتاحية: اضطراب طيف التوحد، نظام التنبيه في الوقت الحقيقي، جهاز يمكن ارتداؤه، اكتشاف الإجهاد، انتقال المهام، استجابة الجلد الجلفانية، مراقبة معدل ضربات القلب.