Istraživači s Tehničkog sveučilišta u Münchenu (TUM) razvili su novu infracrvenu (IR) postavku koja se temelji na naočalama s potencijalom da omoguće slabovidnim osobama da bez napora prolaze kroz prepreke u svom svakodnevnom životu.

Sastavljene od dvije IR kamere na FDM printanom okviru, naočale prenose podatke o okolini korisnika na motorni podstavljen rukav, što im govori koliko su objekti udaljeni putem haptičkih povratnih informacija. U budućnosti, sustav bi mogao zamijeniti tradicionalni štap za hodanje, omogućujući slijepim osobama da otkriju udaljenije prepreke, obavljaju nove zadatke s dvije ruke i prolaze s većom neovisnošću.

“Naše rješenje je jeftino, lagano i dizajnirano za unutarnju i vanjsku uporabu”, objasnili su inženjeri u svom radu.

“Haptička povratna čahura ne ometa osjećaj sluha korisnika, koji intenzivno koriste slabovidni. Također uklanja stigmatizaciju, dopuštajući slijepim osobama da dodaju koristan alat za veću neovisnost, sigurnost i samopouzdanje.”

3D printed glasses
3D printane IR naočale. Izvor: Manuel Zahn and Armaghan Ahmad Khan.

Modernizacija štapa za hodanje

Bez obzira na to jesu li nastali zbog ozljede, infekcije, starosti ili refraktivnih pogrešaka, oštećenja vida pogađaju najmanje 2,2 milijarde ljudi diljem svijeta, a 40 milijuna oboljelih potpuno je slijepo. Ipak, unatoč razmjeru problema koji otkrivaju ove brojke Svjetske zdravstvene organizacije (WHO) većina slijepih ljudi i dalje se oslanja na štapove za svakodnevno kretanje.

Iako takva pomagala korisnicima daju razumnu predodžbu o njihovoj neposrednoj okolini, imaju očita ograničenja udaljenosti detekcije, a njihova učinkovitost na povišenim površinama kao što su stepenice ostaje mješovita. Slično tome, štapovi za hodanje mogu biti teški za korištenje tijekom snježnih vremenskih uvjeta, koji prikrivaju put ispred sebe i često ostavljaju slijepe osobe kao ljude kojima je potrebna pomoć time ograničavajući njihovu svakodnevnu neovisnost.

Kako bi se zaobišla ova ograničenja, razvijena su razna elektronička pomagala za putovanja ili „ETA“ koja učinkovito usmjeravaju korisnike, pružajući im ili akustičnu ili haptičku „kartu“ njihovog okruženja. Međutim, prema TUM timu, mnogi postojeći ETA-i zahtijevaju dugotrajnu obuku kako bi savladali druga osjetila slijepih ljudi, dok se često suočavaju s kompromisom između rezolucije i svjetline.

 

Omogućavanje slijepim osobama da “vide” 

Za razliku od mnogih konvencionalnih haptičkih ETA-a, koji se oslanjaju na senzore Microsoft Kinect koji se nose u prsima, istraživači su odlučili temeljiti svoje oko para Intel RealSense D415 naočala postavljenih na kameru. U postavljanju tima, podaci dobiveni putem tih kamera, koje mogu snimati slike u razlučivosti piksela do 1280 x 720, unose se u rastezljivu tkaninu opterećenu motorom, dizajniranu za nošenje na podlaktici.

Izgled mapiranja “haptičkog rukava” inženjera. Izvor: Manuel Zahn i Armaghan Ahmad Khan.

S druge strane, ovaj “haptički rukav” s 25 ušivenih vibracijskih motora tada se može programirati tako da se intenzitet vibracija povećava kako se nositelji približavaju svim preprekama. Da bi to omogućili, inženjeri su otkrili da su u početku morali “smanjiti” podatke prikupljene putem svojih 3D printanih naočala u polje od 5×5, što im je omogućilo da mijenjaju napon svakog pojedinog motora svog novog uređaja.

Nakon što su mapirali svoje oko i postavljanje na ruku, tim ga je nastavio podvrgnuti i haptičkim testovima uzorka na stazi s preprekama prepunom staza, vrata i potencijalnih prepreka. U prethodnom testu sustav je uspio postići gotovo savršenu točnost od 98,6%, ali u drugom je samo četiri od pet ispitanika prošla neozlijeđeno, što pokazuje da još uvijek zahtijeva obuku korisnika.

Impresivno je ipak to što su istraživački uređaji uspjeli dosljedno osjetiti prepreke u zatvorenom prostoru na udaljenosti do 3 metra, što znači da njegove sposobnosti premašuju čak i najduže štapove za hodanje. Pokazalo se da može djelovati i na otvorenom u potpunom mraku, čak može pružiti korisnicima bolju noćnu percepciju od onih koji savršeno vide.

Iako inženjeri priznaju da učinkovitost sustava donekle ovisi o “mišićavosti regije podlaktice”, kažu da su korisnici uspjeli smanjiti vrijeme tečaja za 53% tijekom testiranja. S daljnjim istraživanjem i razvojem, uključujući dodavanje sustava glasovne kontrole, tim TUM-a stoga vjeruje da bi njihova postavka mogla predstavljati pristupačan novi način davanja “više neovisnosti slabovidnim osobama”.