Hur ljudbilder och vibrationer hjälper blinda människor att se världen

Can we create new senses for humans? | David Eagleman (Maj 2019).

Anonim

Glasögon som översätter bilder av fysiska föremål till ljudbilder och ett bälte som gör bilder till vibrationer hjälper blinda människor att bygga upp en realtids 3-D-bild av världen runt dem, och tekniken kan drabbas av marknaden så snart som nästa år.

Enligt Världshälsoorganisationen finns cirka 285 miljoner synskadade människor runt om i världen, varav 39 miljoner är blinda. Framsteg inom teknik och medicinsk vetenskap kan aldrig återställa perfekt syn för de miljoner med mycket dålig syn eller oförmögen att se alls.

Men en bärbar gadget som liknar glasögon använder kameror och en kompakt bearbetningsenhet för att skapa 3D-bilder i flyg och matar informationen tillbaka till bäraren som intuitiva ljudbilder.

"Kamerorna producerar en tredimensionell bild av omgivningen i realtid och systemet översätter detta till ljud, något som ljudet av havet, som användaren lär sig tolka för att navigera i sin miljö", säger Antonio Quesada, VD för Eyesynth, baserat i Castellon, Spanien.

Det speciellt utvecklade headsetet, som utvecklats med stöd av EU-finansiering, konstruerar "ljudbilder" av användarens omgivningar i syfte att förbättra vardagens interaktioner och öka blindpersoners oberoende och de med dålig syn.

Avgörande var den utformad med stil i åtanke. Eyesynth använder sig av noggrant utformade glasögon, diskreta kameror och en processor om storleken på en mobiltelefon, och syftar till att övervinna användarnas motstånd mot elakartad eller oattraktiv medicinsk utrustning.

"Vi syftade till att göra systemet så vackert som möjligt, så det kan vara snyggt och mer än bara en gadget, " sa Quesada.

Neural scanning

Neural scanning visar att även när bara abstrakta ljud används, involverar hjärnan den visuella cortexen för att bygga upp en ljudbild.

Genom att lära sig ljudspråket kan användarna ta sig runt hinder eller identifiera och förstå närliggande objekt, till exempel en vattenflaska på restaurangbordet. "Genom att lära sig att förstå de subtila variationerna i ljuden kan användaren identifiera raka linjer eller runda former", sa Quesada.

En av Eyesynths speciella egenskaper är att ljudsignalerna inte sänds genom yttre örat, utan genomförs genom ben på sidan av huvudet, så att användaren kan höra vad som händer omkring dem. Denna metod ger också fördelar för personer med dålig hörsel.

Användare lär sig Eyesynths ljudspråk i en välbekant miljö, så de snabbt blir vana vid att förstå ljudet i samband med kända former och positioner. Och efter en veckas träning kan blinda testera skilja små föremål på ett bord.

"Sedan användningen av den vita stenen och guiden har det inte funnits en teknologisk rörlighetslösning för blinda och synskadade, sade Quesada.

Eyesynth har redan patenterats i Spanien och Quesada förväntar sig att produkten kommer att finnas på marknaden nästa år, med laget i färd med att stänga distributionsavtal med två ledande glasögonskedjor i Spanien.

Systemet utvecklas vidare för att känna igen ansikten, läsa text och identifiera färger.

Vibrerande bälte

På Island använder forskare också 3-D-kamerasystem för att skapa en bild för blinda men de kompletterar den med ett vibrerande bälte som använder känslan av beröring, även känd som haptics, för att skapa en ny form av visualisering.

Det senaste prototypbältet i EU-finansierade Sound of Vision-projektet passar runt användarens mittavsnitt och använder en matris av motorer som vibrerar försiktigt mot magen. Detta ger ett alternativt taktilt sätt att representera scenen som hämtats av headsetkameror.

Projektkoordinator Runar Unnthorsson, professor i industriteknik vid Islands universitet, sade att bandet skulle kunna göra en enkel skuggliknande representation av föremålet som ses.

"Om det finns en lampa framför dig, till exempel när du roterar, skulle du känna att mittkolumnen rör sig längs bältet, säger prof. Unnthorsson. "På ett sätt kan du tänka på det som en vibrerande bild med låg upplösning."

Bältet erbjuder stort utrymme för att överföra information och bilder till användaren. Det kan till och med producera animeringar genom att koppla grannmotorer på och av i följd för att skapa en rörelseförmåga.

"På det sättet kan vi få användaren att känna att någon drar på sin mage, säger prof. Unnthorsson.

Systemet Sound of Vision kan skanna och läsa text och hjälpa människor att läsa tecken i utmanande situationer som flygplatser och kan identifiera den bästa vägen genom en rad inomhus- eller utomhushinder.

Fara läge

Prof. Unnthorsson sa att de testat flera sätt att konvertera visuell information till användbar ljud via 3-D-kamerorna.

Den senaste prototypen använder ljud som simulerar en ström av bubblor i vatten. Ett stort objekt, till exempel, representeras av fler bubblor och ett högt objekt av ljusare bubblor.

Systemet har också ett farligt läge för att varna människor om det finns risker som trappor går ner eller ett saknas verktygsskydd på trottoaren framför dem.

'Systemet är mycket anpassningsbart, så användarna kan växla mellan olika ljudlägen eller taktila lägen och ändå ändra parametrar, som antalet representativa objekt, berättar Prof. Unnthorsson.

Medan prototypen för närvarande använder en bärbar dator i en ryggsäck för bildbehandling, är ambitionen att få ett mindre system att gå in på marknaden nästa år.

menu
menu