Az új szemüveg segíthet a látássérülteknek

PITTSBURGH, Pa. – Körülbelül 253 millió embernek – világszerte majdnem minden harmincadiknak – van valamilyen látáskárosodása. Körülbelül 36 millió közülük teljesen vak. Mindezek az emberek napi kihívásokkal néznek szembe, a biztonságos navigációtól az egyik szín megkülönböztetéséig (ami fontos, ha pénzneme színkódos). De két tinédzser feltaláló most mutatott be új technológiákat az ilyen problémák enyhítésére.

A 15 éves Axel Toro Vega a Puerto Rico-i Aguada-i Dr. Carlos González Gimnázium 10. osztályos tanulója. Jane Hantanto, 18 éves, a Smak Penabur Gading Serpong iskola felsős tagozatában van. Ez Kabupaten Tangerangban, Indonéziában található. Ezek a tizenévesek fél világ távol élnek egymástól. A hónap elején azonban mindketten megérkeztek ide, hogy bemutassák új adaptív technológiáikat az Intel Nemzetközi Tudományos és Műszaki Vásáron (ISEF).

81 nemzet, régió és terület közel 1800 diákja között voltak, akik mintegy 5 millió dollárért versenyeztek díjakért és ösztöndíjakért.

A látássérült emberek egyik legnagyobb problémája az egyik helyről a másikra való biztonságos átjutás. Annak érdekében, hogy elkerülje a tárgyakba ütközést vagy megbotlást, sok vak ember vesszőt használ. A korábbi években pedig az ISEF döntősei számos „okos” vesszőt találtak ki az akadályok megkerülésére. Axel más utat választott. Navigációs sávja ehelyett figyelmezteti a viselőket az útjukba eső tárgyakra.

Valójában ez az eszköz hangot használ, hogy segítsen az embereknek látni. Sőt, ultrahangot. Ez egy olyan magas frekvencia, amelyet az emberek általában nem hallhatnak. (Az Ultra latin előtag, amely „túl” vagy „fent” jelent.) Kevés ember hall 20 000 hertzes frekvenciát vagy ciklus másodpercenként. Az Axel új készüléke 40 000 hertzben sugároz. És ennek jó oka van – teszi hozzá a tinédzser. Nem akarja, hogy használatuk hallhatóan elvonja a figyelmét azoktól, akik viselik őket (vagy bárkit a közelben).

A tinédzser két ultrahang-kibocsátóját és két vevőjét egyenként kis lyukakba szerelte a készülékre. A jövőbeli változatokat-jegyzi meg-egyedi nyomtatással lehet nyomtatni, hogy illeszkedjen viselője fejének méretéhez.

Axel egy prototípus-eszközt modellezett az Intel ISEF-en. A keskeny rudat viselte, amelyet 3-D nyomtatott, egy szemüveg tetején, szemöldök szintjén. De ha teljesen vak lenne, akkor szemmagasságban hordhatná szemüveg helyett, akárcsak a hadnagy. Geordi La Forge (LeVar Burton tévés karaktere a Star Trek: The Next Generation című filmben).

Az új eszköz kulcsa egy postabélyeg méretű számítógépes chip. Ez vezérli az ultrahangos sugárzókat (egy-egy szem felett). Ez arra utasítja őket, hogy rendszeresen küldjenek rövid hangimpulzust. Minden impulzus körülbelül 10 millió ezredmásodpercig tart. A hanghullámok kilépnek, majd visszapattannak a rendszer vevőkészülékeihez (szintén mindegyik szem fölött). A számítógép kiszámítja, mennyi ideig tart a visszhang visszatérése. Minél gyorsabban, annál közelebb van a tárgy, amelyről leugrott.

A számítógép figyelmeztető hangjelzést ad, amikor egy tárgyat észlel a viselőjétől számított 1,3 méteren belül. Ez a figyelmeztetés fülhallgatón keresztül hallható, például a zenei eszközök hallgatására. Ha egy tárgy 50 centiméternél közelebb van, a szemüveg valóban rezeg.

Minden emitter és vevő képes érzékelni olyan tárgyakat, amelyek körülbelül 80 fok széles kúpban helyezkednek el. Az egymás mellé szerelt sugárzók és vevők együtt 140 fokos szélességben „láthatják” a tárgyakat. Ez majdnem mindent tartalmaz, ami a viselője előtt áll. De a rendszer nem tökéletes, elismeri Axel. Ha valaki egyenesen előre és vízszintesen néz, a rendszer csak a térdmagasságban lévő akadályokat képes észlelni. Ha ennél alacsonyabbat szeretne látni, a viselőjének is rendszeresen lefelé kell vizsgálnia.

Hat önkéntes segített tesztelni Axel prototípusát. A legtöbben szemkötést viseltek a próbák során. De Axel iskolájában egy szociális munkás, aki vak, szintén részt vett a teszteken, amelyek 16 akadályt tartalmaztak. Az Axel rendszere végül körülbelül 88 százalékukat észlelte.

Az összes látássérülés közül a színvakság viszonylag jóindulatú. Ennek ellenére komoly kihívások elé állíthatja az embereket. A piros-zöld problémával küzdő emberek nem tudják megkülönböztetni a pirosat a zöldtől (ami megnehezítheti a jelzőlámpa-jelzések értelmezését). Nehezen tudják azonosítani a lila árnyalatait is. A vörös-zöld színvakság a leggyakoribb típus. Minden 20 férfiból több mint egy, 200 nőből kevesebb mint egy szenved. De Jane megjegyzi, hogy ez nem az egyetlen színvakság. Például néhány ember nem tudja megkülönböztetni a kéket a sárgától.

A színvakság minden formájában zavarhatja az oktatást, mert sok diagram és grafikon színkóddal van ellátva. Ez megakadályozhatja az embereket abban, hogy megfelelően észleljék ruháik színét. Jane még a problémát is jelentheti a vásárlóknak. Ennek oka az, hogy sok termék különböző változatban érkezik, címkével, amely nagymértékben eltér a színtől. Indonéziában, Jane hazájában pedig a papír pénzneme is színben különbözik.

Jane úgy döntött, hogy feltalál egy eszközt a színek megkülönböztetésére. Egy szemüvegre szerelhető. Az Axelhez hasonlóan ő is érzékelőket és számítógépet használ. (A számítógépe valamivel nagyobb és nehezebb, körülbelül akkora, mint egy mobiltelefon.) A számítógépe könnyen viselhető egy kis tasakban, karszalagon.

Egy kis eszköz, amely elfér az ujjhegyén, három érzékelőt és egy kis fehér fénykibocsátó diódát (LED) tartalmaz. Amikor egy tárgyhoz tartják, a LED fényt világít az objektumra, amely aztán visszaverődik az érzékelőkhöz. Az egyik érzékelő észleli a piros lámpát, és 1 és 256 közötti skálán osztályozza annak intenzitását. A másik két érzékelő ugyanazt a skálát használja a zöld és a kék mérésére. Ezek a pontszámok együttesen az objektum egyedi színét képviselik. (Bármilyen szín ábrázolható ilyen piros-zöld-kék vagy RGB színrendszerben, Jane megjegyzi.)

Jane számítógépe ezt a három értéket használja fel zenei hangzás létrehozásához. Az RGB pontszámok többek között módosítják a hang frekvenciáját és hangerejét. Általában a világosabb színek hangosabb hangot keltenek, mondja Jane. Elméletileg Jane RGB -értéke több mint 16,7 millió színt képviselhet. A gyakorlatban, a tini megjegyzi, az emberek nem igazán tudják megmondani a finom különbségeket a sok hang között.

Ennek ellenére, amikor vak önkéntesekkel tesztelte a rendszerét, gyorsan megtanultak néhány színt azonosítani. Néhány tesztje a gyümölcsről visszaverődő fényt érintette. A kísérletek körülbelül egyharmadában az önkéntesek helyesen tudták összehangolni a gyümölcs „hangját” a hasonló színű origami papírlap által generált hangszínnel.

Jane egy másik tesztsorozatban tesztelte osztálytársait (bekötött szemmel), hogy tudják-e egyeztetni a hallott hangszínükkel a korábban megjegyzett szín által létrehozott hangszínnel. Ezekben a kísérletekben osztálytársai átlagosan hét különböző színt tudtak megtanulni körülbelül 5 perc alatt.

Sok látássérült ember részesülhet Jane rendszeréből. Valóban, ez a rendszer működne a teljesen vak emberek számára, jegyzi meg. A Society for Science & the Public létrehozta az ISEF versenyt, és 1950 óta működteti. (A Társaság a Science News for Students és a blogot is futtatja.) Az Intel támogatta az idei rendezvényt.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük