screen-readers-for-the-blind

 فناوری IoT در خدمت نابینایان و کم‌­بینایان

در ۱۱ دقیقه این متن را بخوانید

در جهان ۲۸۵ میلیون نفر با ضعف بینایی مواجه هستند. از این تعداد، ۳۹ میلیون نفر نابینا هستند و بقیه افراد دارای سطح بینایی مختلف هستند و با افزایش جمعیت جهان، تعداد افراد کم­‌بینا نیز افزایش خواهد یافت. مجله Lancet Global Health تخمین می‌­زند که تعداد نابینایان جهان تا سال ۲۰۵۰ سه برابر شود.

افراد نابینا و کم­‌بینا در زندگی روزمره خود با مشکلات متعددی مواجه هستند. این مشکلات همیشه بسیار حاد بوده است. از جمله این مشکلات می‌­توان به سختی مسیریابی، لغزش، افتادن، برخورد با موانع و دچار حادثه شدن و کاهش اعتماد به نفس اشاره کرد. تحقیقات نشان می‌­دهد بیش از ۹۰٪ افراد نابینا و کم­بینا دچار حوادث می­‌شوند. به عنوان مثال شاخه‌­ها یا موانع بیش از حد معلق حتی در هنگام استفاده از عصای سفید باعث سقوط فرد می‌­شود. اینگونه حوادث غالباً منجر به نیازمندی به مراقبت پزشکی، تغییر عادت‌­های راه رفتن و کاهش اعتماد به نفس در بطور مستقل راه رفتن می­‌شود. از سوی دیگر، خانواده این افراد همیشه نسبت به تنها خارج شدن آنها از منزل دچار اضطراب و نگرانی می‌شوند.

در حالی که در برخی موارد، نقص جزئی در بینایی می­‌تواند درمان شود یا حتی از تبدیل شدن آن به نابینایی کامل جلوگیری شود، اما برای اکثر افراد کاملاً نابینا درمان‌ها بسیار کمتر خوشبینانه هستند. امروزه به لطف ظهور و گسترش فناوری و با استفاده از فناوری­هایی مانند اینترنت اشیا (IoT) و هوش مصنوعی (AI)، راه برای کسانی که بینایی ندارند، کاملاً تاریک نیست.

کمک به نابینایان و کم‌بینایان با کمک گجت‌های هوشمند و دستگاه‌های IoT

IoT ارتباط متقابل بین سیستم‌­ها مختلف است که می­‌تواند داده­‌ها را از طریق شبکه انتقال دهد و نیازی به هیچ نوع تعامل انسانی ندارد. به لطف فناوری IoT، دستگاه­‌هایی برای کمک به افراد نابینا و کم‌­بینا طراحی و ساخته شده است که از طریق ارتباط بی­سیم شامل بلوتوث و اینترنت به اپلیکیشن­‌های تلفن همراه و سایر دستگاه‌­ها و حتی خدمات شهری متصل می‌­شوند و می‌توانند محیط پیرامون را جهت کمک به مسیریابی، حفظ ایمنی فرد نابینا و … حس کرده و فرد را آگاه سازند یا با سایر دستگاه‌های متصل تبادل اطلاعات کنند. در ادامه، چند دستگاه مجهز به IoT شامل عینک، عصاها و کفش هوشمند که جهت توانمندسازی نابینایان توسعه یافته‌­اند، معرفی شده است.

۱- عینک هوشمند Aira

استارت­آپ Aira برای مشکلات معمولی که نابینایان و کم بینایان با آنها مواجه هستند راه حل ارائه می­‌دهد. این شرکت در همکاری با Google Glass، افزونه‌­ای را توسعه­ داده است که نکات صوتی را ارائه می­‌دهد. بنابراین به کمک این افزونه حرکت برای یک نابینا در شهر بسیار راحت تر خواهد بود. این افزونه یک عینک هوشمند بهره­‌مند از فناوری IoT است که افراد نابینا و کم­بینا را از راه دور به عوامل بسیار آموزش دیده متصل می‌­کند.

عینک هوشمند Aira متصل به IoT برای کمک به مردم در دسترسی به وسایل حمل و نقل عمومی، پیمایش در خیابان­‌های شلوغ، خرید در فروشگاه­‌ها یا شناخت افراد طراحی شده است، بدون اینکه فرد دیگری به صورت فیزیکی آنها را همراهی کند. شبکه بی­سیم جهانی AT&T عینک­‌های هوشمند Aira را که توسط کاربران نابینا و کم بینا استفاده می­‌شود، به عوامل حرف‌ه­ای و آموزش دیده متصل می‌­کند. نمایندگان از داشبورد اختصاصی استفاده می‌­کنند که جزئیاتی مانند مکان و نمایه کاربر عینک را در ترکیب با یک جریان ویدئویی امن و تقریباً بی­درنگ ارائه می­‌دهد. این اطلاعات در اختیار کاربران قرار می‌­گیرد تا بتوانند تقریباً هر وظیفه­‌ای را انجام دهند.

برای شروع به کار Aira، فرد پوشنده­ عینک باید سه بار حسگر عینک را لمس کند، تا یک دستیار، عضوی از تیم پشتیبانی Aira،  فراخوانده شود. پس از سه بار لمس، این دستیار تصویر و تمام اطلاعات مربوط به پوشنده­ عینک را دریافت می­‌کند: سابقه بیماری، مکان فعلی آنها، تماس با افرادی که در موارد اضطراری شاید سریعاً با آنها تماس بگیرند و غیره.

عینک هوشمند Aira

۲- دستگاه Handisco یا Sherpa

شرکت نوپای فرانسوی Handisco با پشتیبانی شرکت Cisco، یک عصای پیاده­روی IoT را برای کمک به افراد کم­بینا در جوامع خود توسعه می­‌دهد. یک زوج دانشجو می‌­خواستند راهی ارائه دهند تا رفت و آمد در شهر برای افراد کم­بینا کمی آسان شود. آنها طرحی را برای یک دستگاه مجهز به فناوری IoT طراحی کردند که به عصا بسته می‌­شود و بلوتوث دارد. اندکی بعد، آنها شرکت خود، Handisco را ایجاد کردند و محصول خود را Sherpa نامیدند.

دستگاه Handisco حسگرهای اولتراسونیک، حسگرهای مادون قرمز و GPS [1] دارد و یک دستگاه سلامت هوشمند متصل به خدمات شهری است. این دستگاه به لطف داشتن GPS همراه با یک هدست بلوتوث می­‌تواند به تعیین مکان سفر کاربر کمک کند. عصا می‌­تواند موانع روی زمین یا موانعی را که در بالا قرار دارند و عصای معمولی نمی‌­تواند آنها را ببیند، تشخیص دهد. این عصا هنگامی که یک مانع را تشخیص می­‌دهد، مرتعش می‌­شود تا پوشنده بتواند مانع را دور بزند. هدست همچنین می­تواند بوق بزند و کل دستگاه توسط فرمان صوتی کنترل خواهد شد.

درجایی که سلامت هوشمند از طریق WiFi یا ۳G به خدمات شهری متصل است، Handisco با استفاده از GPS و فناوری IoT، می‌تواند با چراغ عابر پیاده ارتباط برقرار کرده و به او متصل شود تا فرد را آگاه کند که چه زمانی برای عبور از خیابان ایمن است. این عصا همچنین می­‌تواند فرد را با جهت­‌های گام به گام راهنمایی کند و می­‌تواند اطلاعات دقیق در مورد ایستگاه ها و مسیرهای اتوبوس و زمان سوار شدن یا اطلاعات فروشگاه را به او ارائه دهد. این دستگاه از سال ۲۰۱۷ روانه بازار فرانسه شد. استفاده کنندگان در صورتی که عصای خود را گم کرده باشند می­‌توانند از طریق سیستم صوتی زنگ آن را به صدا درآورند.

شکل سمت راست، دستگاه Handisco و شکل سمت چپ، عصای سفید مجهز به دستگاه Handisco 

۳- دستگاه WeWalk

امروزه استفاده از Google Maps برای جهت­یابی در مکان­‌های جدید و ناآشنا امری عادی تلقی می­‌شود این درحالیست که افراد نابینا و کم­بینا نمی­‌توانند از آن استفاده کنند. بر اساس مقاله اخیر کلی ریچمن عبدو در سایت آنلاین My Modern Met، برخی از طراحان نوآور دستگاه راهپیمایی هوشمندی ساخته­اند که با استفاده از حسگرهای تخصصی، Google Maps و سایر فناوری­های هوشمند به افراد کم بینا در پیمایش ایمن کمک می­کند. این دستگاه که WeWalk نامیده می­شود، یک ضمیمه عصای سفید است که ایده­پرداز اصلی آن سیلان، مدیر عامل شرکت و بنیانگذار آکادمی جوان گورو (YGA)، یک سازمان غیرانتفاعی در ترکیه برای تبلیغ دستگاه، است. سیلان از تجربه خود به عنوان یک فرد کم­بینا برای کمک به توسعه دستگاه استفاده کرد.

WeWalk دارای بلندگوهای داخلی، Maps Google و دستیار صوتی است و به گونه­‌ای طراحی شده است که با سیستم بلوتوث تلفن هوشمند سازگار است. این عصا دارای حسگرهای اولتراسونیک است که پس از اتصال به تلفن هوشمند، در صورت بروز موانع بالاتر از سطح قفسه سینه، با لرزش به کاربران هشدار می‌دهد. عصا برای حمایت از افراد کم بینا در مشارکت آنها در زندگی اجتماعی طراحی شده است.

یک فرد نابینا از طریق WeWalk می­‌تواند اطلاعاتی همچون خروجی مترو، نزدیک شدن یک اتوبوس، فروشگاه‌­ها و رستوران­‌های اطراف و غیره را بدست بیاورد. این اطلاعات بواسطه فناوری IoT و دستگاه‌­های متصل موجود در این مکان­‌ها بدست می­‌آید. این عصا می‌­تواند به اپلیکیشن WeWalk موجود در تلفن هوشمند فرد متصل شود.

عصای مجهز به دستگاه WeWalk

۴- عصای BAWA

عصایBAWA ، عصای سفید مجهز به اتصال به اینترنت و سایر فناوری­‌های هوشمند است که به کاربران کم­بینا کمک می­‌کند تا کارهای روزمره خود را با سهولت انجام دهند. عصای BAWA یک دستگاه IoT ایمن است که می‌­تواند به افراد کم­بینا کمک کند تا به مسیر خود را یافته و به مقصد برسند. ایده­پردازان این عصا برادر و خواهری به نام­‌های دانیل و استلا وونگ می­‌باشند که برای خلق این محصول از مشکلات دوره نابینایی مادربزرگ خود الهام گرفته‌­اند.

عصای BAWA یک دستگاه هوشمند است که روی عصاهای سفید موجود نصب می­‌شود. در ظاهر امر، این عصا دارای حسگرهای دوگانه برای تشخیص بهتر موانع است که در نتیجه آن حوادث کمتری ایجاد می‌­شود، باعث می­‌شود کاربران در زمان کمتری مسیریابی کنند و به آنها امکان انجام کارهای بیشتر را می­‌دهد.

الگوریتم­‌های زیادی وجود دارد که عصای BAWA را واقعاً هوشمند و شخصی می­‌کند. اینجاست که IoT ،AI و تجزیه و تحلیل داده (DA) نقش بازی می­‌کنند. تصور می‌­شود که عصای BAWA برای یک فرد نابینا یا کم­بینا به عنوان مرکز همه چیز از نحوه حرکت و نحوه رفت و آمد تا نحوه تعامل با سایر افراد و دستگاه‌­های هوشمند باشد. این عصا داده‌­ها را برای تجزیه و تحلیل، شخصی­سازی و پیش­بینی جمع‌­آوری می‌­کند. تشخیص موانع غیرمنتظره در یک مسیر منظم بسیار آسان­‌تر از تجزیه و تحلیل همه چیز و تلاش برای درک آنچه در اطراف می­‌گذرد، است. فناوری IoT امکان اتصال و ارتباط عصاهای BAWA با یکدیگر را فراهم می‌­کند. عصاهای BAWA با یکدیگر صحبت می­‌کنند، اطلاعات موانع موجود در طول مسیر را به اشتراک می­‌گذارند. این بدان معناست که هر نابینا یا کم­بینا که از این عصا استفاده می­‌کند، حتی برای اولین بار در یک منطقه ناشناخته مانعی را می­‌شناسد. این عصا می‌­تواند به نوعی Waze (سیستم مسیریابی گام به گام) برای نابینایان تبدیل شود. سازندگان این محصول از نظر هوش مصنوعی، فقط روی پردازش زبان طبیعی تمرکز کرده‌­اند. در حال حاضر انگلیسی تنها زبان پشتیبانی شده است.

شکل سمت راست، دستگاه BAWA و شکل سمت چپ، عصای سفید مجهز به دستگاه BAWA

نمونه­‌های اولیه این محصول در چندین کشور در حال آزمایش است. در آینده نسخه‌­های مختلفی؛ پایه، سطح متوسط، پیشرفته برای مخاطبان و بازارهای مختلف ارائه خواهد شد. عصای BAWA، که پیش­بینی می­‌شود ۶۹۹ دلار آمریکا باشد، با داشتن قابلیت‌های پیشرفته IoT، و درنتیجه بهبود قابل ملاحظه در عملکرد­ نسبت به عصای سفید سنتی، زندگی را برای افراد کم­بینا آسان می­کند.

از جمله ویژگی­‌های این عصا می‌­توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • قابلیت شناسایی صحیح انواع موانع، فاصله آنها و موقعیت آنها؛ به کاربران می­‌گوید بالاتر از سطح زانو هستند یا نه. عصای سفید فقط به افراد کم بینا کمک می­‌کند موانع زیر زانو را تشخیص دهند، در حالی که عصای BAWA به آنها کمک می­‌کند موانع تا ۱.۲ متر (حدود ۴ فوت) بالای کمر و ۱.۲ متر (۴ پوند) جلو را تشخیص دهند. بنابراین موانع ضربه سر مانند تابلوهای راهنما و شاخه‌ها را تشخیص می­‌دهند.
  • حسگرهای دوگانه آن نه تنها موانع بزرگی مانند پله­‌ها و اجسام هوایی بلکه کوچکترین موانع مانند چیزی به اندازه توپ تنیس و اشیا با پایه­‌های باریک را کاملاً تشخیص می­‌دهد.
  • عصای BAWA، از فناوری­‌های پیشرفته موجود مانند IoT و DA برای راهنمایی افراد نابینا و کم‌بینا و ایمن نگه داشتن آنها استفاده می­‌کند.
  • اتصال بی­سیم به یک اپلیکیشن اختصاصی تلفن همراه هوشمند که امکان مسیریابی صوتی، علامت­دهی پریشانی و ردیابی GPS را فراهم می­‌کند. عصای BAWA با کمک رابط کاربری صوتی و مسیریابی صوتی، اطمینان می­‌دهد که کاربران با خیال راحت به مقصد می­رسند. در صورت بروز اتفاق ناگوار برای کاربر، می‌­تواند حرکت را ردیابی کرده و در مواقع ضروری با عزیزان تماس گرفته و علامت­‌های اضطراب را برای عزیزان خود ارسال کند. کاربر با زدن یک دکمه بر روی تلفن همراه خود، مکانیسم بوق زدن عصا را فعال کرده و می‌­تواند عصای خود را پیدا کند.
  • دستگاه می­‌تواند به طور مستقل از اپلیکیشن تلفن همراه کار کند، وقتی موانع را تشخیص می­‌دهد، بوق می‌­زند.
  • ویژگی اختیاری، اتصال به دستگاه­‌های مچی پوشیدنی است که به کاربران نزدیک به موانع، بازخورد لمسی ارائه می­‌دهد.
  • در صورت جایگزینی عصا، دستگاه می‌­تواند روی همه عصاهای موجود نصب شود.

این عصای هوشمند ابزارهای تکنولوژیکی دیگری را نیز در اختیار دارد، از جمله اتصال به پلتفرم Azure مایکروسافت برای بهره­وری و امنیت و تجزیه و تحلیل عمیق مسیر برای کمک به کاربران در از پیش دانستن موانع موجود در مسیرشان.

۵- کفش InnoMake

استارت­آپ اتریشی Tec-Innovation به تازگی، کفشی مجهز به فناوری IoT و با قابلیت تشخیص هوشمند موانع را برای کمک به افراد کم­بینا و نابینا اختراع کرده است. این اختراع، InnoMake نام دارد. سیستم هشدار تعبیه شده در کفش شامل حسگرهای فاصله (اولتراسونیک)، حسگرهای تشخیص حرکات پا، واحد ارتعاش، LED فوق العاده روشن و یک واحد پردازش و همچنین اتصال ­بی­سیم به تلفن هوشمند است. حسگرها می­توانند موانع را تا فاصله چهار متر (۱۳ فوت) تشخیص دهند. با شناسایی موانع، سیستم هشدار بازخورد از پیش انتخاب شده را ارائه می­‌دهد. این بازخورد می­‌تواند لمسی (لرزش)، صوتی یا تصویری باشد. بازخورد لرزش مستقیماً در کفش ارائه  می‌­شود و به فرد این امکان را می‌­دهد که اگر مانعی پیش روی اوست احساس کند. تکانه‌­های دیداری می‌­توانند از طریق LED روی کفش منتقل شوند و در تاریکی پشتیبانی بیشتری را برای فرد فراهم کنند. بازخورد صوتی از طریق تلفن هوشمند و در صورت نیاز از طریق هدفون­‌های هدایت استخوانی ارائه می­‌شود.

کفش InnoMake

۶- پروژه کتابخوان هوشمند

کتابخوان هوشمند یک پروژه مبتنی بر IoT است که به افراد کم­بینا یا نابینا کمک می­‌کند تا کتاب را بدون استفاده از خط بریل بخوانند. این پروژه با استفاده از دستگاه و زیرساخت و خدمات IoT از فناوری IoT استفاده می‌­کند. در پروژه، از یک دستگاه IoT، به نام Raspberry Pi استفاده شده است. کتابخوان با استفاده از دوربین عکس صفحات کتاب را ضبط می­‌کند و با استفاده از نرم­افزار Optical Character Recognition تصاویر را پردازش می­‌کند. وقتی که تصویر شناسایی می‌­شود، آن را با صدای بلند می­خواند. بنابراین، افراد نابینا یا کم­بینا بدون نیاز به لمس با استفاده از نوک انگشتان، آن را می­‌شنوند. با استفاده از این کتابخوان، کاربر می­‌تواند با استفاده از مبدل متن به صدای آنلاین با کمک پروتکل ارتباطی IoT  مانند خدمات WiFi و ۴G ، از کتاب­‌های چاپی و غیرچاپی لذت ببرد. برای کتاب چاپی، دوربینی تعبیه شده است تا صفحه را ضبط کند. انگیزه تولید این محصول تشویق همه نابینایان به مطالعه کتاب‌های معمولی است.

۷- انگشت خواننده (FingerReader)

بسیاری از ما یاد گرفتیم که انگشت خود را روی کاغذ بکشیم تا هنگام خواندن گم نشویم. این حرکت بصری می‌تواند به افراد نابینا و کم‌بینا کمک کند تا متن چاپ شده را از طریق دستگاه شبیه به یک تفسیر کند، سپس متن تشخیص داده شده را با صدای بلند بخواند. در واقع انگشت خواننده (ّFingerReader) ابزاری است که روی انگشت اشاره پوشیده می‌شود و به کاربر نابینا قدرت شنیدن کلمات چاپی را می‌دهد. مغز موجود در ایده‌پردازی و طراحی پشت این ابزار دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) هستند. در این دستگاه دوربینی کوچکی وجود دارد که بر روی حلقه نصب شده و می‌تواند متن اشاره شده را اسکن کند و پس از آن، جملات به صورت صوتی خوانده می‌شود. در واقع FingerReader، یک گجت هوشمند است که با ترکیب هوش مصنوعی (AI) و بینایی ماشین (Machine Vision) تمام کلمات نوشته‌ها روی برگه‌ی کاغذ را می‌خواند.

گچت هوشمند FingerReader

افرادی که اختلال بینایی دارند فقط باید انگشت خود را با متن نشان داده و مرتب کنند. خواندن به آسانی اشاره کردن است! آنها می‌توانند منوهای رستوران‌ها و روزنامه‌ها را به راحتی بخوانند و به طور کلی همه مواردی که به خط بریل موجود نیستند. این همچنین یک کمک برای ترجمه زبان است. این دستگاه شامل نرم‌افزاری است که حرکات انگشت را ردیابی کرده و اطلاعات را پردازش می‌کند. اگر انگشت وی از خط اصلی دور شود، به خواننده بازخورد می‌دهد. لرزش موتورها در حلقه به خواننده هشدار می‌دهد که هنگام دور شدن از متن، انگشتان خود را با متن هماهنگ کند.

نحوه‌ی دنبال کردن خطوط توسط FingerReader 

برای توسعه‌ی این دستگاه سه سال در کدگذاری، توسعه و آزمایش و فرآیند بازخورد به طول انجامیده است. با این حال ، دانشمندان هنوز راهی برای تعامل دستگاه با تلفن‌های هوشمند و تبلت‌های صفحه لمسی کشف نکرده اند. زیرا وقتی انگشت خود را در امتداد متن روی صفحه لمسی حرکت می‌دهید، متن نیز در طول حرکت، حرکت می‌کند و در این صورت تفسیر و پردازش اطلاعات برای FingerReader دشوار می‌شود.

جمع‌بندی

ویژگی‌ها و کارایی­‌های دستگاه­‌های معرفی شده موید این نکته است که محصولات متصل و مجهز به فناوری IoT قادر خواهند بود تحولی بزرگ در زندگی افراد نابینا و کم­‌بینا ایجاد کنند. استفاده از این ابزارهای هوشمند در هنگام راه رفتن، از لغزش و افتادن و صدمه دیدن افراد نابینا جلوگیری می­‌کند و این افراد به راحتی می­‌توانند مسیر و مقصد خود را پیدا کنند. نگرانی خانواده این افراد نسبت به به تنهایی بیرون رفتن آنها کمتر می­‌شود. کمک­‌های حرکتی ایمن­تر، سریع­تر و پویاتر باعث ایجاد اعتماد به نفس حرکتی فرد می­‌شود. افزایش اعتماد به نفس حرکتی به معنای افزایش تماس اجتماعی و استقلال در انجام فعالیت‌­ها است. در نتیجه، افراد نابینا و کم‌­بینا قادر خواهند بود همچون سایر افراد در جامعه حضور فعال داشته باشند.

منابع:

http://shakuntlamedicare.com/index.php?route=product/product&product_id=130

https://www.digiteum.com/iot-benefits-healthcare-industry/

https://www.iotevolutionworld.com/iot/articles/438174-att-aira-leverage-iot-accessibility.htm

https://newsroom.cisco.com/feature-content?articleId=1863824

https://www.absmarthealth.com/handisco-the-smart-health-connected-cane-for-the-visually-impaired/

https://www.fierceelectronics.com/sensors/smart-cane-helps-blind-man-walk-using-google-maps-and-sensors

https://www.nst.com.my/lifestyle/pulse/2019/02/459091/waze-blind

https://www.bawa.tech/

https://vulcanpost.com/638847/bawa-cane-visual-impairment-malaysia/

https://www.tec-innovation.com/en/innomake-en/

N. B. Harum, et all, “Smart Book Reader for Visual Impairment Person using IoT Device,”International Journal of Advanced Computer Science and Applications, Vol. 10, No. 2, 2019


[۱] GPS: Global Positioning System

این مطلب را به اشتراک بگذارید

اشتراک گذاری در print
اشتراک گذاری در email
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در telegram