Историко-техническое предисловие № 1

Прежде чем рассказывать о нашем подходе к обмену информацией между слепоглухими людьми, попробую немного затронуть исторические и научно-технические аспекты этой проблемы.

Дело в том, что проблемы работы с информацией людьми с ограниченными физическими возможностями по зрению (зрению и слуху) заключаются в затрудненности или полной невозможности получать информацию привычными для нормально видящих и слышащих людей методами. Собственно говоря, поэтому и идёт поиск подходящих способов информационной коммуникации. Разрабатываются специальные азбуки (коды) и создаются технические средства работы с информацией для слепых и слепоглухих людей. 

Изначально текст для слепых и слепоглухих людей формировался с использованием рельефно-линейных шрифтов (выпуклые буквы Хауи и Муна, 1845). Представление символов таким методом напоминает технологию жестов, применяемых в современных системах ввода информации. Метод кодирования Муна и в наши дни используется в Великобритании и имеет программное решение. Ниже приведен пример рельефного шрифта.

Рельефный шрифт Муна (Источник: http://www.independent.co.uk/life-style/gadgets-and-tech/news/does-the-digital-age-spell-the-end-of-braille-9405836.html)

Луиз Брайль предложил несколько иной подход к формированию символов - рельефно-точечный шрифт (Брайль, 1837). Азбука Брайля представляет собой наборы (матрицы) из выпуклых точек для каждого символа. Вот здесь: http://www.sfe.ru/int_vos_braille.php об этом можно посмотреть и почитать подробнее. Интересно и подробно описывается история тактильных азбук вот в этом источнике: http://nathoncharova.livejournal.com/273654.html

Фрагмент азбуки Брайля 

Каждый из 63 символов азбуки Брайля представляется набором, состоящим из одной или нескольких выпуклых точек, расположенных в пределах матрицы 3х2. Код может быть представлен комбинацией от одной до пяти точек. Исследования специалистов показали, что шесть точек составляют нормальный предел возможности дискриминации изолированных прикосновений при единичном, одновременном и неподвижном контакте.

Наиболее распространенный способ фиксации текста - расположение ряда ячеек Брайля на специальной плотной бумаге. Значительно более дорогой способ ввода-вывода текста в виде кода Брайля осуществляется на основе тактильных дисплеев. Принцип их действия заключается в том, что на стержни ячеек Брайля, поступают электрические сигналы, активирующие их перемещение (выдвижение). Сочетания выдвинутых стержней каждой ячейки создают тактильный код одного символа. Чтение кода осуществляется движением пальца по ячейкам. Вес такого дисплея обычно около килограмма, а стоимость в районе $2000 и немного выше и гораздо выше и значительно выше. Более подробно о том как они выглядят и по какой цене их можно приобрести можно посмотреть на сайте «Доступная среда»: 

http://dostupsreda.ru/store/dlya_invalidov_po_zreniyu/taktilnye_displei_braylya/

Но дело не только в весе и цене, хотя это и очень важно, но и в эргономичности. Не всегда мы получаем информацию, сидя за столом в домашних условиях. Хочется всё-таки иметь компактное, лёгкое, недорогое устройство, которое можно использовать в любых условиях: и сидя и лёжа, на ходу и стоя, не путаясь в проводах, без предварительных мудреных настроек и т.п. 

В этом направлении есть интересные разразработки, в основе которых лежит принцип обращенного Брайля. Дело в том, что при чтении с использованием азбуки Брайля необходимо либо самостоятельно перемещать палец по ряду знаков. А в обращенном Брайле, наоборот, палец зафиксирован в одном состоянии, а специальное электромеханическое устройство будет последовательно генерировать коды Брайля.

Технически возможны варианты разработки различного рода «перчаточных» и «наперстковых» технологий. 

Варианты реализации "перчаточных" и "напёрстковых" технологии.

Источник: http://nathoncharova.livejournal.com/273654.html

Развитию таких технологий способствуют новые достижения в материаловедении и микроэлектронике. Например, инженеры университета Сун Юн Кван в Корее, совместно с исследователями из университета штата Невада, разработали и создали прототип гибкого тактильного дисплея.

 Гибкий тактильный дисплей. 

Источник: http://www.smartphone.ua/news/7088.html

Физической основой  работы гибкого тактильного дисплея является изменение линейных размеров органических транзисторов, располагающихся  на гибкой подложке, которые воздействуют на участки кожи через специальные узлы из полимера.

Есть и другие любопытные подходы. Но о них в следующий раз.

С продолжающимся Новым Годом! 

О первых шагах разработки системы дистанционного обмена информацией между слепоглухими людьми

Здравствуйте и спасибо всем, кто оказался в этом блоге! 

Сразу представлюсь. Зовут меня Андрей Юрьевич Фадеев.

Работаю преподавателем на кафедре математики, экономики, управления в Троицком филиале ЧелГУ, кандидат педагогических наук. 

С 1985 года преподаю многое из того, что так или иначе связано с направленным движением заряженных частиц и информации. 

С 2013 года удалось плотно заняться робототехнической тематикой.

Мы как и многие собираем роботов из деталей конструктора NXT 2 (9797), гоняем их по линиям, изучаем принципы работы датчиков и исполнительных механизмов, конструируем и программируем роботов волейболистов, боксеров, сумоистов и др. Несколько моих студентов успешно  защитили дипломные проекты в которых были представлены балансирующий робот, робот, движущийся к источнику света по "лесу" и робот, движущийся по зашумленной трассе с использованием исусственной нейронной сети. Интересным получился и дипломный проект в котором базовая станция "зовёт" к себе роботов-сателлитов с помощью немного модифицированного ультразвукового сонара.

Короче говоря, образовательная робототехника оказалась неисчерпаемым источником вдохновения, идей в области конструирования и программирования. Не могу понять преподавателей, которые жалуются на то, что после сборки трёх-четырёх роботов и участия в соревнованиях, идеи закончились и всем стало скучно.  

Работая со школьниками и студентами, убедился, что творческий потенциал молодёжи неисчерпаем, но мне не очень пришлась по душе всеохватывающая спортивная направленность реализации творческой энергии. 

Несмотря на успехи в классической образовательной робототехнике, где-то в глубине души таилась мысль, что чего-то всё равно не хватает и вот в прошлом году (2015) я понял чего именно. На мой взгляд, мы слишком увлеклись технологиями развлекательного и спортивного характера и совершенно забыли о реальных проблемах. 

Моя мама много лет работала в школе слабовидящих детей в нашем городе. Но я, к моему стыду,  никогда не задумывался с какими проблемами сталкиваются дети и взрослые при чтении или общении друг с другом, если у них есть проблемы со зрением и слухом. На самом деле, обычные и привычные для нас вещи, для людей с ограниченными возможностями становятся нереально сложными. 

С 2015 года я и моя небольшая команда студентов прикладных математиков и информатиков занялась изучением проблемы обмена информацией между слепоглухими людьми. И постепенно стало выясняться, что всё обстоит очень плохо. Если для слепых людей есть современные технические разработки в основном базирующиеся на коде Брайля (однако чрезвычайно дорогие), то слепоглухие люди практически остались без внимания. Поэтому мы сосредоточились на разработке распределенной тактильной системы обмена информацией для слепоглухих людей. 

В этом году (2016) нам удалось разработать действующий прототип навигационного устройства для слепоглухих. Он позволяет ориентироваться в помещениях с использованием ультразвуковых сонаров и специального тактильного устройства, оповещающего человека о приближении к препятствиям. 

Сейчас мы занимаемся разработкой системы управления тактильными полями, позволяющей слепоглухим людям получать навигационную и текстовую информацию.   

В следующей публикации постараюсь предельно детально рассказать обо всём попорядку. Надеюсь, что будет интересно.

Всем удачи!