Мобильного электронного «поводыря» для незрячих разработали исследователи Новосибирского государственного технического университета НЭТИ. Инновационный прибор использует вибрацию и голосовое оповещение, чтобы предупредить хозяина о близости препятствий в пределах 4 м, их типе и уровне опасности.
Традиционный «помощник» людей с нарушениями зрения — белая трость. Однако она помогает человеку ориентироваться в пространстве лишь в пределах своей длины. Кроме того, ее использование затрудняет быструю ходьбу. Новосибирские ученые предложили в помощь незрячим новаторскую альтернативу — компактный прибор-«поводырь», рассчитанный на комфортное использование в течение дня.
Электронный «ассистент» распознает препятствия на пути пользователя в диапазоне от 10 см до 4 м. Он ориентируется в пространстве в двух физических средах — световой и звуковой, что помогает устройству работать точнее и повышает безопасность пользователя. В детали технологии корреспондента «Научной России» посвятил руководитель проекта, доцент кафедры радиоприемных и радиопередающих устройств факультета радиотехники и электроники НГТУ НЭТИ, кандидат технических наук Андрей Викторович Никулин.
Руководитель проекта — доцент кафедры радиоприемных и радиопередающих устройств факультета радиотехники и электроники НГТУ НЭТИ, кандидат технических наук А.В. Никулин.
Фото: Вероника Жарковская / пресс-служба НГТУ НЭТИ
«В устройстве применены датчики двух типов. Датчики Time-of-Flight излучают короткий инфракрасный световой сигнал, измеряют время его распространения и по нему вычисляют расстояние. Ультразвуковые датчики работают на принципах эхолокации», — объяснил А.В. Никулин.
Собранная информация об окружающем мире поступает в управляющий процессор устройства. Важная черта высокотехнологичного «поводыря» — возможность определять разновидность преград на пути.
«Электронный помощник распознает следующие типы препятствий: стену, лестницу вниз или обрыв, лестницу вверх, неглубокую яму, невысокое препятствие и нависающее препятствие, — рассказал А.В. Никулин. — Для распознавания всех типов препятствий создана математическая модель работы устройства, на ее основе построен алгоритм, который реализован на микроконтроллере».
Если препятствий несколько, в процессоре прибора принимается решение об их приоритетности: сначала «поводырь» оповещает хозяина о самой большой опасности, сразу после — о меньших угрозах. Например, если на пути пользователя поджидают яма и нависающие ветви дерева, то сначала устройство предупредит человека о яме, затем – о ветках.
«Пользователь должен держать устройство вертикально датчиками вперед для распознавания всех препятствий, — сообщил А.В. Никулин. — При горизонтальном расположении включается режим поиска проходов. А если устройство держать строго вверх или вниз, то оно будет работать в режиме измерения дальности, без возможности распознавания препятствий».
Тип преграды электронный помощник называет голосом, а дальность до объекта показывает с помощью вибрации: чем ближе преграда, тем сильнее вибрирует устройство. Разработчики отмечают, что передача информации с помощью вибрации была избрана не случайно: опыт показывает, что для незрячих это один из самых комфортных способов взаимодействия с окружающей средой. Оперативная работа прибора помогает пользователю сохранять свободу и быстроту перемещения.
Устройство поможет людям с нарушениями зрения быстрее ориентироваться в пространстве.
Фото: Вероника Жарковская / пресс-служба НГТУ НЭТИ
Благодаря инновационной форме электронный «поводырь» удобно держать в любой руке. Устройство автономно: его не нужно подключать к телефону, GPS, Wi-Fi или Bluetooth. Аккумулятор прибора рассчитан на 10 ч активной работы и до 300 ч работы в режиме ожидания, поэтому пользователь может свободно передвигаться с «помощником» на протяжении дня. О необходимости подзарядки устройство также сообщает посредством вибрации, а его конструкция позволяет с легкостью найти разъем для подключения прибора к электросети.
Чтобы «поводырь» получился максимально удобным, разработчики провели опрос студентов университета и жителей Новосибирска с нарушениями зрения. Участники анкетирования отметили, что в силу привычки им будет непросто сразу отказаться от белой трости, но вместе с тем они готовы активно использовать в качестве повседневного помощника и новое устройство.
Острой актуальности проекту прибавляет то, что электронных технических средств реабилитации для незрячих на рынке сравнительно немного. Схожие зарубежные устройства обладают менее удобной формой и ограничены в возможностях: они определяют лишь расстояние до препятствия, но не его тип, из-за чего пользователь вынужден периодически останавливаться, чтобы сориентироваться в пространстве.
Технология, родившаяся как студенческий проект, воплотилась в жизнь благодаря включению в программу «Приоритет-2030» в рамках направления «Высокотехнологичное медицинское оборудование». В разработке прибора участвуют старший преподаватель факультета радиотехники и электроники НГТУ НЭТИ Анна Сергеевна Казьмина, студент факультета Виктор Смирнов, инспектор ресурсного учебно-методического центра университета по обучению инвалидов и лиц с ограниченными возможностями здоровья Алина Андреевна Бабина и директор центра студенческой проектной деятельности НГТУ НЭТИ Владимир Вячеславович Филиппов. Сейчас электронный «поводырь» проходит патентование, в перспективе — сертификация устройства и его включение в библиотеку средств технической реабилитации людей с ограниченными возможностями.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Фото на превью и на странице: Вероника Жарковская / пресс-служба НГТУ НЭТИ