بازیابی بینایی از طریق عینک هوشمند (2023)

عینک هوشمند برای بازیابی بینایی

مقدمه

محققان به تازگی فناوری نوینی را با عنوان “عینک هوشمند مبتنی بر تکنولوژی acoustic touch” معرفی کرده اند که این امکان را برای افراد نابینا یا کم بینا فراهم می کند تا با استفاده از آیکون های صوتی منحصر به فردی، بتوانند ببینند.

آزمایشات، شامل 14 شرکت کننده، 7 شرکت کننده نابینا یا کم بینا و 7 شرکت کننده بینا (به عنوان گروه کنترل)، نشان داده است که این عینک هوشمند به طور قابل توجهی توانایی کاربران را برای تشخیص و رسیدن به اشیاء یا مکان مورد نظر بهبود می بخشد.

در حقیقت، این فناوری پیشگامانه راه جدیدی را برای تقویت حسی ارائه می دهد که میزان استقلال و کیفیت زندگی را برای افراد کم بینا و نابینا  ارتقا می دهد.

عملکرد این عینک هوشمند به صورتی است که داده های بصری را به نشانه های شنیداری متمایزی ترجمه می کند. با ما همراه باشید تا با این فناوری خارق العاده بیشتر آشنا شویم.

ویژگی های کلیدی این عینک هوشمند

• «acoustic touch» نشانه‌ های بصری را به نمایه های صوتی منحصر به‌ فردی تبدیل می‌ کند، برای مثال: خش‌ خش برای گیاهان یا وز وز برای تلفن‌ های همراه.
• این فناوری به طور قابل توجهی تشخیص اشیاء را برای کاربران نابینا یا کم بینا، بدون هیچگونه فشار ذهنی بیش از حد افزایش می دهد.
• حدود 39 میلیون نفر در سراسر جهان نابینا هستند و 246 میلیون نفر دیگر دارای بینایی ضعیف هستند که این تکنولوژی ی تواند یکی از دغدغه های بزرگ را برطرف کند.

این عینک هوشمند دقیقا چه کاری انجام می دهد؟

اهمیت بینایی

عملکرد انسان ادغام پیچیده ای از سیستم های حسی و حرکتی است و کاوش در تمامی حوزه های عملکردی و حسی به صورت یکجا امکان پذیر نیست.

بینایی را یکی از پنج حس اولیه و اصلی انسان است و فقدان آن و عدم دسترسی به اطلاعات بصری بر توانایی فرد در بسیاری از عملکردها و  مشارکت در طیف وسیعی از حوزه های زندگی و فعالیت های اجتماعی او تأثیر می گذارد.

تحقیقات قابل توجهی به بررسی قابلیت تکنولوژی های کمکی، به ویژه در حوزه بینایی اختصاص داده شده است. آموزش های تخصصی نیز برای جهت یابی و حرکت به منظور کمک به افراد نابینا و یا کم بینا ارائه گردیده است.

هدف مشترک این تکنولوژی های کمکی و آموزش های تخصصی برای افراد نابینا و یا کم بینا، دستیابی به دسترسی عادلانه به یک زندگی مستقل، انتخاب شغل فردی و توانایی انجام مستقل کارها می باشد، از جمله سفر، تشخیص خطر و اجتناب از آن، مکان یابی وسایل منزل، خواندن و نوشتن و تعاملات اجتماعی و استفاده از رسانه های اجتماعی.

فناوری acoustic touch

تقویت حسی یک حوزه تحقیقاتی گسترده در تکنولوژی های کمکی و با استفاده از بازخوردهای بصری، حس لامسه و شنیداری به عنوان یک حالت تقویت می باشد. در این عینک هوشمند، بر روی استفاده از تقویت حس شنوایی و لامسه برای افراد نابینا و کم بینا تمرکز دارد.

البته در تکنیک های پیش از این، اطلاعات بصری با موفقیت بسیار خوبی با بازخوردهای لامسه قابل پوشیدن (مانند کلاه ایمنی، کمربند، دستکش و عصای هوشمند) ادغام شده بودند.

چالش اصلی آنها، تقویت حس لامسه و آموزش قابل توجه مورد نیاز برای دستیابی به آگاهی مکانی و معنایی خوب از محیط اطراف کاربر بوده است.

دستگاه های بسیاری، هم از نظر طراحی فنی و هم از نظر مکانیکی، برای رفع نیازهای مختلف افراد نابینا و کم بینا، مبتنی بر جایگزینی حسی وجود دارد.

روش های جایگزینی حسی، تبدیل یک حس مختل شده (مانند نابینایی یا ناشنوایی) به شکل دیگری که برای کاربر قابل درک باشد، اشاره دارند.

برای مثال، عینک هوشمند جهت یابی افراد نابینا را به شنوایی تبدیل می کند که برای درک دقیق اطلاعات مکانی، به آموزش کمتری نیز نیاز دارد.

این سیستم‌ ها دارای دوربین، واحد اندازه‌گیری اینرسی (IMU)، میکروفون، سیستم موقعیت‌ یابی جهانی (GPS) و داده‌ های سنجش عمق می باشند.

تکنیک acoustic touch، شامل استفاده از اسکن سر و فعال کردن نمادهای صوتی (به جای گفتار کامپیوتری) برای انتقال هویت و مکان موارد مختلف به کاربر است. تکنیک acoustic touch سه مزیت را ارائه می دهد:

جفت شدن حسی-موتور

این جفت شدگی، به بهبود حساسیت جهت یابی که از طریق بازخورد دهلیزی در طول چرخش سر انجام می شود، کمک می کند.

سیستم دهلیزی، یک دستگاه حسی در مهره‌ داران است که حس تعادل در حرکت را ایجاد می‌ کند و از جهت‌ گیری و موقعیت فضایی بدن مطلع می‌ شود تا هماهنگی حرکتی به وجود آید. در بیشتر پستانداران، این بخش با حلزون گوش، که بخشی از دستگاه شنوایی است، پیچالِ گوش درونی را تشکیل می‌دهند.

سیستم دهلیزی و چرخش سر

با استفاده از اعمال ردیابی سر و فناوری رندینگ صوتی فضایی باینری (binaural spatial audio rendering)، تکنیک acoustic touch می تواند درک شهودی را با کیفیتی بالا برای موقعیت یابی نمادهای شنیداری فراهم کند.

سهولت ادغام با فناوری عینک هوشمند 

تمامی عینک‌ های هوشمند که به صورت تجاری در دسترس هستند، مانند OrCam، Eyedaptic و Envision، از دوربین‌ های جلویی یکپارچه ای برای تشخیص اشیاء استفاده می‌ کنند که منجر به نوعی «acoustic touch» می‌ شود.

عینک گفتاری eyedaptic

پردازش شناختی کمتر

نمادهای صوتی به پردازش شناختی کمتری نیاز دارند و نسبت به گفتار رایانه ای در دسترس‌ تر هستند، به‌ ویژه برای کاربرانی که کم شنوایی دارند.

یک روش رایج در میان مصرف کنندگان عینک هوشمند، استفاده از بازخورد صوتی گفتار رایانه ای برای انتقال اطلاعات است.

گفتار برای انتقال اطلاعات معنایی واضح مفید است اما با این حال، گفتار به درجه بالاتری از پردازش شناختی نیاز دارد و ترکیب پیچیده‌ تری (زمان طولانی‌ تر برای تولید و طول فایل صوتی) دارد.

در مقابل، با آموزش کافی، آیکون های نمادین صوتی می توانند رویکرد شهودی تری برای ارائه اطلاعات مکانی ارائه دهند.

طرز کار این عینک هوشمند

محققان استرالیایی فناوری پیشرفته عینک هوشمند مبتنی بر «acoustic touch» توسعه داده اند که به افراد نابینا و یا کم بینا کمک می کند با استفاده از تبدیل تصاویر به صوت بتوانند اشیاء پیرامون خود را پیدا کنند.

انواع عینک هوشمند موجود در صنعت فناوری های کمکی محبوبیت پیدا کرده اند که معمولاً از رایانه و سایر اطلاعات حسی استفاده می‌ کنند تا محیط اطراف کاربر را به گفتار تبدیل کنند.

بازخورد صوتی به کاربران این امکان را می دهد تا با دقت قابل توجهی اشیاء را شناسایی کرده و به آنها دست یابند و این امکان از طریق قابلیت acoustic touch ارائه می شود.

تفاوت عینک هوشمند معرفی شده در این مقاله، این است که کاربر دیگری نیازی با شنیدن صدای یک اپراتور دیجیتال را ندارد و تنها با شنیدن صدای یک آلارم نمادین، متوجه می شود که در کجا قرار دارد یا شیء مورد نظر کجاست.

برای مثال شنیدن صدای آلارم خش خش، نشانه وجود گیاه در اطراف کاربر است و یا صدای وز وز، نمایانگر تلفن همراه است.

نمونه ای از تست عینک هوشمند مبتنی بر نماهای صوتی

سخن پایانی

در این مقاله، مفهوم استفاده از acoustic touch، به عنوان یک روش تقویت حسی برای کمک به افراد نابینا و کم بینا در تشخیص و برداشتن اشیاء خانگی بررسی شد.

تکنولوژی این عینک هوشمند، مؤثر برای ارائه اطلاعات مکانی و معنایی در مورد اشیاء مجاور است که در ادامه بررسی ها، باید قابلیت اطمینان تشخیص شیء را بهبود ببخشد، قابلیت استفاده سیستم را اصلاح کند و محدودیت های فنی دستگاه را در مورد مصرف برق و گرمایش برطرف کند.

به طور کلی، این فناوری عینک هوشمند مبتنی بر acoustic touch می تواند بیشتر توسعه و بهبود یابد تا از افراد نابینا و کم بینا برای دسترسی موثرتر به محیط خود حمایت کند.

امیدواریم که این تکنیک ها بیش از پیش، هر چه سریع تر توسعه یابند و در دسترس عموم افراد نابینا و کم بینا قرار بگیرد و بتوانند نقش های بیشتری در جامعه ایفا نمایند.

منابع

PLOS ONE

NEUROSCIENCE