Людей. Так как я занимаюсь этой проблемой почти год и писал на эту тему диплом, хотел бы предложить свой взгляд на решение проблемы людей с ограниченными возможностями. Статья будет интересна не только айтишникам, но и предпринимателям, а также людям, интересующимся проблемой инвалидности.

Первая идея создания прибора у меня возникла, когда в институте начали изучать микроконтроллеры. Невероятно хотелось перестать кодить примеры со светодиодами, ШИМами и прочей инициализацией микроконтроллеров, а сделать что-нибудь крутое и полезное, in real life. Решил поставить себе на авто самодельный парктроник, вмонтировав его в передний бампер (сзади уже было, а спереди, в условиях Москвы, бывает часто полезно). Собрал схему на коленке на ардуино мини, поигрался, жажду утолил.

Концепт и прототип

По натуре я предприниматель, в копилке уже был успешный опыт создания и продажи веб-проектов социальной направленности (в том числе сотрудничество с Яндексом). Буквально через несколько дней в голове родилась идея по коммерциализации и массового выпуска моих парктроников, но в совершенно ином применении - в области помощи инвалидам.

Статистика распространенности инвалидов по зрению

По данным Всемирной организации здравоохранения, во всем мире насчитывается около 37 миллионов слепых людей и 124 миллионов с плохим зрением.
По некоторым данным количество учтенных слепых и слабовидящих в России составляет 218 тыс. человек, из них абсолютно слепых – 103 тыс. Однако точные статистические данные найти невозможно и по неофициальной статистике в России от 1,84 до 4,96 млн. инвалидов по зрению, из них от 610 до 780 тыс. полностью слепые.
К 2020 году число слепых в мире может возрасти до 75 миллионов человек (по данным ООН).

За несколько дней собрал первый прототип, используя всеми любимый arduino версии mini. Выглядел он не очень, однако это было вполне достаточным для проведения первых полевых испытаний на настоящих слепых.


И в «собранном» виде:

Для более серьезных испытаний был создан второй прототип, в жестком корпусе и уже с аккумулятором:

Результаты испытаний

Испытания на слепых прошли очень успешно. Такую откровенную радость и восторг, которые переполняли инвалидов, я видел только у маленьких детей в возрасте детсткого сада, которым на праздник подарили «лучший в мире» подарок. Один молодой парень-инвалид одел прибор и просто убежал вместе с ним, пока мы обсуждали полезность изобретения =) Нашли мы его на другой улице, через автомобильную дорогу от первоначального местонахождения. Парню очень понравился прибор, он впервые в жизни ощутил, что значит передвигаться по улице самому, без посторонней помощи и даже без трости. Нам, видящим, это понять сложно, но наверное это схоже долгому, но чудесному восстановлению людей после травмы, которая лишила их возможности ходить, и чувствовать себя полноценным человеком. Также прибор отлично показал себя при испытании на людях преклонного возраста. Одна 80-ти летняя старушка уже через пару минут спокойно передвигалась по помещению общества слепых (это к вопросу об обучаемости).
Было решено продолжить разработку, к тому же начала вырисовываться перспективная дипломная работа.

Конкуренты

За пару недель проштудировал рунет и зарубежную часть сети и выяснил (как и автор статьи про бейсболку), что в мире существуют в основном прототипы подобных приборов (раз , два , три), и буквально несколько реализованных вариантов, отличающихся довольно высокой ценой (четыре - 300£, пять - 635£). Слышал про подобные разработки еще в Советском союзе и в России, но ничего найти так и не смог. Все найденные концепты использовали различные виды коммуникации с инвалидом, но в основном посредством звука.

Техническая часть

Далее началась плотная работа по изучению способов коммуникаций и воздействия на человека.

Оказалось, это очень обширная тема

Электронные сигнализирующие приборы широко используются в цехах на заводах многих отраслей промышленности. Одна из самых важных потребностей в сигнализирующих приборах - обратная связь оператору, что тем или иным станком или механизмом был достигнут необходимый результат. Почти все сигнализирующие приборы на рынке содержат звуковую тревогу, предупреждающую о достигнутом результате. Кроме того, некоторые приборы содержат визуальные сигнализирующие механизмы, например лампочки различных цветов (как правило красные, желтые и зеленые). В шумной окружающей среде или местах, где инструмент используется в условиях ограниченной видимости его пользовательского интерфейса, возможно, что ни одна из этих тревог не достаточна для уведомления оператора. Подходящее решение этой проблемы состоит в том, чтобы объединить визуальные и звуковые способы предупреждения оператора с тактильным сигнализированием, посредством вибрации. Выгода обратной связи с помощью вибрации хорошо известна всем, кто использует мобильный телефон.
Цитата из моей дипломной работы

И сравнение найденных способов сигнализирования в условиях ограниченных возможностей слепого человека. Ребята с кафедры нейропсихологии МГУ просветили меня на тему плюсов и минусов того или иного способа сигнализирования, посоветовали нужную литературу. Подробно изучил с десяток книг по психологии, бионике, исследованиях о слепых, а также животных (особенно о дельфинах и летучих мышах), посмотрел несколько художественных фильмов (всем советую фильм про слепого музыканта всех времен и народов Рэя Чарльза). Когда был в Германии и Франции на презентации прибора, сам ходил по городу с повязкой на глазах и с прототипом прибора, что вызывало бурный интерес и восторг у окружающей публики =)
В итоге я пришел к выводу, что целезообразнее всего использовать тактильную обратную связь и «не забивать» слуховой канал, т.к. слепые людии ориентируются в основном по слуху, улавливая эхо от цоконья каблуков и оценивая таким образом расстояния в окружающем мире. К тому же, обратная связь организма человека на внешний раздражитель является самой быстрой при использовании именно тактильных каналов (самый медленный способ, как ни странно, через зрение). В качестве воздействия будем использовать вибрацию. Хотя были и другие варианты, которые не подошли из-за особенностей человеческой психики. Например человек быстро привыкает к постоянному внешнему монотонному воздействию, - к небольшому надавливанию или сжатию на участки тела. Также как и к постоянному монотонному громкому звуку (все мы умеем засыпать в самолетах или автобусе, переставая слышать шум мотора). Так называемая адаптация к внешним шумам.

Тем временем, была выбрана электронная начинка. Это будет плата собственного изготовления (т.к. ардуино занимает сшишком много места), датчики (ультразвук + инфракрасные) и аккумулятор:

На плате atmega88 (или atmega168 как на ардуино), набор микрух для зарядки аккумулятора и управления электродвигателем, импульсный преобразователь напряжения, звуковая пищалка и прочее. Все это дело рассчитывалось и тестировалось с осцилографами и т.п. (вплоть до обоснования выбора транзисторов), дипломная работа же =) Заказывалось на заводе в Китае, дешево и по качеству очень даже. Плата двухсторонняя, размер 24х48мм, компоненты SMD (размер 0603), отступы между дорожками в некоторых местах 0.15 мм. За качество пайки помидорами не кидать, впервый раз паял такую мелочь, без нормальной станции и с жутким припоем:

Затем был создан концепт корпуса:


Копрус крепится к руке на ремешке, в области запястья (тыльной стороны ладони). Серебристая таблетка на ремешке снизу - вибродвигатель, для коммуникации прибора с человеком. На корпусе расположены пару кнопок (включение-выключение, ближний-дальние режимы), гнездо для штекера от блока питания для зарада аккумулятора. И конечно же два милых глаза, почти герой из трогательного мультика Валли =)

Первый реальный прототип, напечатанный на 3D принтере получился немного страшнее концепта, но всему свое время:

Характеристики разработанного прибора и принцип действия

Прибор носится на руке, по принципу обыкновенного фонарика. Обнаружив препятствие, Электросонар подает вибрационный сигнал разной интенсивности и длительности (зависит от расстояния до препятствия). Направляя прибор в разные стороны, можно получить четкую картину об окружающих препятствиях, например бордюрах, ступенях, стенах. Предусмотрено несколько режимов работы, как для небольших, замкнутых пространств (квартира), так и для использования на открытом, «уличном» пространстве.

• Дальность обнаружения препятствий - до 7 метров;
• Вес - менее 150 грамм;
• Размер - не более 7х7х3.5 сантиметров (ДхШхВ);
• Время автономной работы - более 4 часов;
• Температурный режим работы - до -30 градусов;
• Питание - от встроенного аккумулятора, зарядное устройство в комплекте.

Участие в выставках, международные поездки, знакомства

Успел поучаствовать в Подмосковной выставке, встретился с бывшим губернатором области, Б.Громовым, даже наградили какими-то грамотами.


И как уже отметил выше, побывал в Германии, во Франкфурте, у них есть классный музей, где каждый желающий может почувствовать себя слепым на пару часов, задуматься о трудностях жизни в темноте, поблуждать по лабиринтам и даже посетить «слепой» обед.


Очень классный способ провести один из свободных выходных для всей семьи, который способствует пониманию, что вокруг тебя есть другие люди, с ограниченными возможностями, с совсем другим стилем жизни и привычками. Жаль подобного до сих пор нет в России. Директор музея, к слову, слепой.
Также был во Франции, в Страсбурге. Первые вопросы были, как ни странно, о безопасности и противопоказаниях (не будет ли у людей аллергии на материал из которого состояит прибор и т.п.). При этом ни во Франкфурте, ни в Страсбурге подобных приборов еще не видели, что для меня было большим удивлением.
С главным Московском отделении слепых отношения сложились довольно прохладные с самого начала. «Подобное уже есть, ты не изобрел ничего интересного, мы давно знаем про подобные приборы». Однако даже в Подмосковных филиалах общества слепых прибор оказался для всех открытием.

Экономическая часть, коммерциализация и трудности

Успешно защитил диплом (МИСиС), начал думать о том, как довести прибор до серии. Экономические рассчеты показали, что себестоимость прибора - примерно 1700 руб. за штуку, что в общем то отличные показатели, по сравнению с конкурентами. Обращался с предложением к нескольким крупным предприятиям (Ногинский ЗАО НПЦ «Прибор» и Московский ОАО «Концерн радиостроения «Вега»). Везде был очень тепло встречен, все заинтересовались и начали работу со мной. Но на сегодняшний день еще нет никаких результатов. В первом случае, особой инициативы не было, все действия ждали от меня, свежевыпустившегося инженера без опыта и практики организации производства. Во втором концерне думают уже пару месяцев. Единственные наиболее заинтересованные на сегодняшний момент - ребята-предприниматели из Бизнес Молодости.

По ходу работы я понял, что одному такой проект тянуть на себе очень сложно. Запуск производства оказался вопросом непростым, есть масса подводных камней, например с патентованием, сертификацией, сбытом-распространением, гарантием-ремонтом-возвратом. К тому же, на весь проект я уже потратил приличное количество собственных средств (спасибо предыдущим проектам, создавшим некую финансовую подушку), которые имеют свойство заканчиваться =)
Со временем тоже есть трудности - готовлюсь к сдаче международного экзамена по английскому и поступлению в Европейскую магистратуру/аспирантуру. Параллельно веду другой проект, который, в отличии от прибора, дает прибыль в короткосрочной перспективе, и кое-как с его помощи закрываю аппетит прожорливого прибора =)

Итоги

В итоге, прибор получился простым, дешевым и компактным, при этом является отличным помощником инвалида. Хотя не лишен недостатков, но на дипломе мне сказали так: «Недостаток данного прибора - простота. Что с другой стороны является его главным конкурентным преимуществом». И пока сомневающиеся обсуждают недостатки представленного «недозрения», сравнивая данный метод со сложными системами видео-распознавания изображения, приборами на базе microsoft kinect"a (

Многочисленные исследования, проводимые учеными с целью создания искусственной сетчатки, обрели, наконец, реальные формы. К выходу на рынок готовится первая электронная сетчатка, с помощью которой слепые смогут самостоятельно различать большие предметы и даже читать крупный шрифт.

Уже много лет ученые по всему миру пытаются найти способ вернуть слепым людям зрение. К сожалению, глаз - единственный орган, который до сих пор до конца не изучен человеком, однако прогресс все же есть! Европейские инженеры создали искусственную сетчатку, которая хоть и едва различимо, но возвращает слепым пациентам зрение.

Как пишет membrana.ru, протез, возвращающий зрение пациентам с дегенерацией сетчатки, получил одобрение от европейских властей и вскоре станет доступен слепым через несколько клиник в Швейцарии, Франции и Великобритании.

Автором проекта является американская компания Second Sight, которая уже несколько лет ведет работу над электронной сетчаткой. Еще в сентябре 2009 представители компании заявляли о первых успехах устройства Argus II, который работает по сути, как видеокамера.

Т.е. изображение захватывает миниатюрная камера на очках, затем картинка обрабатывается процессором и по беспроводному каналу передается в голову человеку - на имплантат сетчатки, который за счет массива электродов стимулирует клетки. Так слепой получает пусть и примитивное, но зрение.

Argus II обладает 60 электродами, соответственно мир такому пациенту видится в виде картинки из 60 точек (больные сообщают о "ярких вспышках"). Конечно, это не много, но все же лучше, чем жизнь в полной темноте. Слепые с "Аргусом" могут видеть, что перед ними стоит человек, могут заметить его движение. Они способны самостоятельно найти дверной проем, распознать крупный простой предмет или медленно прочитать очень крупный шрифт.

Внешнее оборудование "Аргуса" состоит из очков с камерой и передающей антенной, а также коробочкой с видеопроцессором. Последний, кстати, нужен для того, чтобы исходную картинку превращать в примитивную, но более понятную, формируемую электродами в глазном яблоке. Владелец прибора может выбрать режим обработки изображения (например, усиление контраста или выделение границ). После зрения системы сопоставимо с 30-сантиметровой линейкой, удерживаемой на расстоянии вытянутой руки.

Один из пациентов-испытателей англичанин Эрик Шелби. Он носит Argus II уже больше года. "До этого он двадцать лет был полностью слепым, - передает ABC News, - ранее он зависел от собаки-поводыря. Теперь он способен сам видеть край тротуара".

По сути своей Argus II - это первопроходец, предвещающий эру "серийного" восстановления зрения при помощи чипов-имплантатов. Его преимущество перед догоняющими соперниками - доказательство способности без проблем длительное время работать в теле человека. ""Аргусы" были испытаны на 30 пациентах", - сообщает Technology Review.

Крупным производство этих имплантантов не будет, т.к. цена их составляет $115 тысяч. Сами понимаете, не каждый слепой сможет себе это позволить. Однако ожидается, что уже в следующем году протез получит зеленый свет от американских властей, и "Аргус" начнут продавать также и на его родине.

Отметим, что помимо компании Second Sight искусственной сетчаткой занимаются также и другие производители, которые также успели добиться определенных успехов, однако их изобретения пока что не планируют реализовывать в массовом порядке.

В докладе рассматриваются две группы вспомогательных электронных средств: автономные технические средства пространственного ориентирования (ТСО) и бытовые приборы с невизуальным представлением информации.

1. Историческая справка

Разработка электронных ТСО для слепых имеет уже полувековую историю. Среди наиболее значимых достижений отметим следующие.

L.Key (Новая Зеландия) в 60-80-х годах XX века создал стереофонические очки «Kaspa», использующие ультразвуковую локацию частотно-модулированным сигналом и представляющие информацию в виде сложных звуковых образов.

Несколько позже в качестве источника информации о среде стали использовать лазерные дальномеры, работающие в инфракрасном (ИК) диапазоне частот со звуковым или вибрационным выходом.

С конца 60-х годов в связи с развитием телевидения появились новые направления. Например, P.Bach-y-Rita использовал матрицу тактильных стимуляторов, располагаемую на спине пользователя для передачи ему информации о фронтальном образе среды, получаемом от телевизионной камеры. G.S. Brindley и W.H. Dobelle использовали для тех же целей матрицу нейростимуляторов, имплантированных в зрительный кортекс головного мозга.

В 90-х годах P.B.L. Meijer изобрел систему, названную «VOICE», позволяющую преобразовывать информацию от видеокамеры в полифонические звуковые образы. Тогда же начались работы по использованию систем объемного звучания для синтезирования 3-мерных звуковых образов среды, формируемых на базе информации от стереоскопической видеокамеры (J.L.Gonzalez-Mora, Y.Kawai).

В нескольких университетах мира в настоящее время ведутся работы по созданию матриц, стимулирующих сохранные участки зрительного нерва слепого. Информацию о среде поставляют также телевизионные камеры. Среди ведущих специалистов здесь можно отметить M. Humayun, J. Rizzo и E. Zrenner.

Быстрое развитие вычислительной техники привело в начале ХХI века к возможности создания миниатюрных устройств, способных реализовать процесс распознавания сложных телевизионных образов в реальном времени. В таких системах предпочтительным способом представления информации являются синтезированные речевые сообщения. Одним из последних достижений в данном направлении является разработка японского ученого T.Shioyama, условно названная “electronic eye”.

2. Классификация основных направлений развития ТСО

По способу получения пространственной информации известные ТСО можно разделить на:

• - системы со световой локацией в инфракрасном диапазоне частот;
• - системы с ультразвуковой локацией;
• - телевизионные системы.

По способу представления информации в ТСО делятся на устройства, использующие:

• - звуковые излучатели;
• - тактильные датчики (вибрационные, игольчатые, тепловые, электрические);
• матрицы нейростимуляторов.

По степени информативности различаются:

• - детекторы препятствия;
• - системы замещения зрения.

3. Сравнительные результаты реализации различных систем замещения зрения

В соответствии с тремя упомянутыми каналами передачи информации слепому развиваются направления:

• максимального использования слуха;
• «кожного зрения»;
• матричного стимулирования глазного нерва или зрительного кортекса головного мозга.

Первое из указанных направлений на сегодня наиболее широко представлено среди реализованных и серийно выпускаемых устройств, что связано с высокой информативностью соответствующих ТСО, технологичностью их изготовления и отсутствием факторов, опасных для здоровья пользователя.

Кожное зрение» реализуется обычно посредством тактильных (электрических, тепловых или вибрационных) матриц, накладываемых на достаточно большие площади кожного покрова и стимулирующих участки кожи в соответствии с распределением яркости в телевизионном кадре, полученном от видеокамеры. Последние достижения здесь связаны с использованием языка в качестве чувствительного органа для восприятия сигналов тактильной матрицы.

Эксперименты по имплантации матриц в головной мозг, выполненные, например, W.H. Dobelle, показали работоспособность соответствующих ТСО, но высокая стоимость и опасность для здоровья нейрохирургических операций делают этот путь малопривлекательным для слепых.

5. Практическое внедрение ТСО

Несмотря на полувековой опыт разработок различных ТСО для слепых, лишь немногие из них доходят до стадии промышленного выпуска и получают широкое признание пользователей. Основными причинами являются либо недостаточно высокие потребительские качества, либо высокая цена. Последняя причина ограничивает скорость внедрения наиболее высокоинформативных ТСО.

Среди достаточно эффективных, но дорогих ТСО можно назвать, например, упомянутые выше ультразвуковые очки стоимостью более $3000 и лазерную трость «Lasercane» (США) стоимостью около $2500. Кроме того, значительную проблему составляет процесс обучения пользователя. Поэтому на мировом рынке на данный момент востребованы более простые приборы, такие как, например, ультразвуковой ручной детектор препятствий «Miniguide» (Австралия-США), стоящий $400-500.

В России опыта серийного внедрения подобных изделий до недавнего времени не было. Однако 5 лет назад в Санкт-Петербургском БГТУ «Воемех» им. Д.Ф.Устинова проведен ряд экспериментальных работ, базирующихся на 15-летнем опыте научных разработок в области приборов для слепых, и начат выпуск ультразвуковой трости и ультразвукового фонарика. В настоящее время усовершенствование этих приборов, а также разработку новых направлений продолжает ООО «НПО «Сонар» (С-Петербург, www.sonar-tiflo.narod.ru).

На данный момент ООО «НПО «Сонар» выпускает следующие приборы:

• Ультразвуковая трость «Сонар-1УТ»
• Ультразвуковой фонарик «Сонар-5УФ»
• Электронный компас «Пеленг-01»

На стадии макетных образцов находятся более сложные приборы, развивающие концепциии выше упомянутых систем замещения зрения «Kaspa» и «VOICE», а также локальная навигационная система на базе инфракрасных маячков.

6. Бытовые электронные приборы для незрячих

Отдельным направлением электронных разработок в помощь слепым являются приборы, позволяющие получать невизуальную информацию, касающуюся различных бытовых проблем, прежде всего на кухне и в магазинах. В данном докладе речь пойдет о некоторых разработках ООО НПО «Сонар», которые уже запущены в производство или находятся на стадии экспериментальных образцов.

Сюда относятся приборы с речевым представлением информации:

• говорящий бытовой безмен «Сонар-Б1»,
• определитель номиналов российских купюр ПАЛИТРА-02»
• определитель цвета «ПАЛИТРА-01»
• говорящий вольтметр

Есть также более простые приборы с тональной звуковой индикацией:

• Звуковой маячок-индикатор уровня-таймер Кенар-01»
• Звуковой таймер «Колокольчик».

Заключение

Конечная эффективность рассмотренных устройств (прежде всего, систем замещения зрения) зависит от пользователя не в меньшей мере, чем от качества реализации приборов. Помимо технических проблем, возникает также вопрос преодоления психологического барьера. С этой точки зрения выглядит целесообразной организация специальных учебных групп, оснащенных ассортиментом технических средств различной сложности, где пользователь имел бы возможность осваивать навыки использования данных приборов, начиная с наиболее простых.

Тифлотехникой называют отрасль приборостроения особого назначения. Она относится к разработке технических средств, направленных на обучение, политехническую, производственную подготовку, трудовую деятельность и культурно-бытовое обслуживание слепых, слабовидящих, а также слепоглухих. Кроме того, тифлотехника выполняет задачи коррекции, развития и восстановления зрения.

«Тифлос» в греческом языке означает «слепой». Поэтому тифлотехника - это техника для слепых, куда могут относиться, и простейшие приспособления, и приборы высокой сложности, для замены визуального (зрительного) контроля другими видами чувствительности. Иными словами, это один из мощнейших факторов компенсации утерянного зрения.

Функции и задачи тифлотехники

Одна из главных функций тифлотехники - создание для слепого человека возможностей получения полной информации об окружающем мире и применение ее для самостоятельной адаптации в жизни общества. Компенсация зрительных дефектов осуществляется, в основном, благодаря использования сохранных анализаторов - осязания и слуха. Поэтому в развитии тифлотехники, основным путем решения этой проблемы, является трансформация зрительной информации в слуховую и осязательную.

Основными задачами тифлотехники, признано следующее:

• Уменьшение ограниченности в ориентировании слепых в пространстве, вызванной полной или частичной потерей зрения;
• Создание необходимых технических условий для разностороннего развития и получения дополнительного необходимого образования, с дальнейшим повышением культурного уровня;
• Расширение возможности применения труда незрячих на современных механизированных производствах;
• Повышение производительности и экономической эффективности их труда;
• Облегчение ориентировки слепых в быту, создание возможности организации культурного отдыха и досуга.

При разработке устройств тифлотехники опираются на следующие принципы:

• Замещение функции зрения функциями остальных сохранных анализаторов при использовании акустических, тактильных, проприоцептивных вариантов отображения информации;
• Создание визуального сигнала, превышающего помехи, создаваемые дефектом зрительного анализатора;
• Рациональное использование сохранных анализаторов.

Виды и формы тифлотехнические средств

Все средства специального тифлотехнического назначения принято разделять на: бытовые, учебные и технические средства.

Благодаря им расширяются возможности участия слепых в разных сферах социокультурной жизни и деятельности. В сфере образования, дети с нарушениями зрения используют перечисленные средства на учебных и коррекционно-развивающих занятиях, предусмотренных учебным планом.

Бытовые тифлотехнические средства. Они позволяют расширять познавательную деятельность слепых и представляют собой базу повышения их физического и культурного уровня. Сюда входит:

Проекционная аппаратура и приборы для чтения с различной степенью увеличения:

• Прибор-подставка «Сигма» предназначенный для чтения плоских текстов людьми со слабым зрением. Он обеспечивает лучшие условия чтения печатных изданий, а также рукописных текстов. Устройство «Сигма», с тремя степенями свободы, позволяет устанавливать лицевую панель с неким текстом в удобном для глаз положении. Это уменьшает утомляемость глаз, противопоказанную для слабовидящих людей. Кроме того, аппарат «Сигма» снабжен индивидуальным люминесцентным светильником, который предназначен для дополнительного источника света при общем освещении помещения;
• Увеличивающее приспособление VideoLight-VGA - это многофункциональный помощник зрения для чтения текстов и просмотра изображений. Устройство выглядит, как настольная лампа, а простая и удобная его конструкция обеспечивает простоту и легкость использования;
• Электронная карманная лупа SenseView. Она имеет очень небольшой размер и может работать не менее 4,5 часов без подзарядки от электросети. Лупа имеет плоский экран, с диагональю 10,9см, и весит 221гр. Благодаря SenseView легко читать мелкий шрифт печатных тексты и заполнять бланки.
• Средства передвижения, обеспечивающие незрячим и слабо видящим безопасность в самостоятельном передвижении.
• Специальные трости (опорные, длинные, складные, лазерные и пр.);
• Системы для ориентации - специальные локаторы световые и лазерные. Их принцип действия основан на отражении волн от препятствий.
• Электронные устройства со звуковой и тактильной сигнализацией.
• Портативный аппарат «Ориентир», предназначенный для построения плана местности на плоскости, планов зданий или часто посещаемых помещений, прокладывания маршрутов движения, а также элементарных графиков, схем, геометрических фигур и пр.
• Компас электронный «Пеленг-01», который предназначен для пространственной ориентации и самостоятельного перемещения по открытому пространству, без локальных ориентиров.
• Средства хозяйственного и культурно-бытового назначения.
• Говорящий безмен бытового назначения «Сонар-Б1» для взвешивания в домашних условиях грузов до 10 кг;
• Рулетка бытовая с речевым выводом VOXTape;
• Акустический маяк «Кенар» со звуковым индикатором уровня жидкости;
• Электронный таймер, позволяющий пользователю на слух определять местонахождение прибора;
• Термометр медицинский с речевым выходом DX6623В, предназначенный для измерения температуры подмышкой;
• Нитковдеватель автоматический;
• Часы наручные брайлевские «Ракета», будильник говорящий с термометром, часы говорящие наручные кварцевые и механические;
• Весы бытовые электронные говорящие;
• Тонометр говорящий;
• Калькулятор говорящий;
• Приборы-дозаторы (сахарница, нож, перечница, пробка и пр.);
• Ножеточка, рыбачистка;
• Метр для незрячих;
• Шахматы для незрячих;
• Определитель номинала денежных купюр «ПАЛИТРА-02» с возможностью распознавания различного номинала российских купюр.
• Коммуникатор Stick Talk, позволяющий общаться людям, ограниченным по слуху и зрению. Это нечто среднее между диктофоном, телефоном и записной книжкой. Его функция - запоминать сказанное и выводить текстом на экран. Либо распознавать «рукописный» текст, при использовании в качестве карандаша палочки Stick Talk.

Учебная тифлотехника. Устройства, дающие возможность обогатить содержание, а также методы обучения слабовидящих, слепых и слепоглухонемых учеников в специальных школах, ВУЗах и учебных заведениях профессиональной подготовки.

• Программы экранного доступа, предназначенные для слабовидящих:
• ZoomText от фирмы Ai Squared, увеличивающая увеличивать экранное изображение и снабженная речевым сопровождением выводимой информации.
• Программа «Kutzweil» от Lernout & Hauspie (США), позволяющая увеличивать экранное изображение в различных режимах, распознавать и сканировать текст. Она снабжена мультиязычным навигатором, с русскоязычным речевым драйвером.
• Программы синтезирования речи:
• Программа речевая JAWS для ОС WINDOWS (с 2008 года существует шесть русскоязычных синтезаторов).
• Программа речевая EPARD для DOS.
• Программа речевая Вирго от немецкого производителя Баум Электроник, позволяющая незрячим работать с ОС Windows посредством брайлевской строки и через синтезатор.
• Программа речевая NVDA - первый продукт с полной русификацией и быстро формирующимся русскоязычным собществом пользователей.
• Программа речевая System Access от Serotek (не русифицирована и рассчитана на англоязычную версию Windows.

Технические средства. Аппаратура для лучшего доступа слабовидящих к информационной среде современного общества, такие как:

• Приборы и устройства для чтения по Брайлю;
• Адаптированные пишущие машинки;
• Азбука-колодка Брайля, кубик - буква Брайля и пр.

Серьезные нарушения зрения влекут за собой изменения в информационном обмене. Избежать этого помогает электронная тифлотехника, позволяющая даже при отсутствии зрения, получать объективную и достоверную информацию о действительности. Специальные средства информационного обеспечения, кроме того, обеспечивают быстрый доступ слабовидящих учащихся к необходимой информации. Новейшие компьютерные технологии дают возможность людям с глубокими нарушениями зрения самостоятельно создавать и получать информацию в общепринятой форме, что означает приобщение их к информационной культуре.

Использование в работе с незрячими учащимися компьютерных программ - это создание игровой среды с подачей коррекционных задач и разнообразием материала. Контроль за действиями ученика и регулирование темпа обучения, а также его сложности. При этом, даже при многократном повторении упражнений на компьютере, для формирования определенного навыка, дети сохраняют устойчивый интерес к их выполнению.

Способствуют этому читающие машины, которые преобразуют традиционные буквы в тактильные, слуховые и тактильно-вибрационные сигналы, которые на выходе дают звуковое оформление букв:

• Машина читающая ИНФА-100, представляющая собой автоматизированный информационный центр, который обеспечивает многим категориям незрячих пользователей доступ к самостоятельному чтению печатных текстов посредством преобразования речи, с выводом на брайлевский дисплей, а также печати их на брайлевском принтере при любом сочетании способов.
• Машина читающая «Книголюб компакт», включающая компьютер и сканер. Помимо речевого вывода, машина имеет вывод на брайлевский дисплей. Она имеет огромную память и емкость для хранения более 500 тыс. страниц.
• Полноцветный читающий аппрата Visio с авто-фокусом и 17” LCD монитором. Благодаря автоматической экспозиции, здесь не нужно регулировать контраст и яркость. Клавиши управления, позволяют управлять устройством практически интуитивно. Легко двигающийся большой столик обеспечивает наилучший комфорт при чтении. Индивидуальная настройка аппарата осуществляется простым выбором параметров.
• Портативная читающая машина KNFB Reader, является программой распознавания и чтения текстов на базе мобильного устройства Nokia N82.

Появился выбор и в использовании специальных компьютерных устройств. Благодаря встроенному доступу в операционную систему Apple Leopard, незрячие и слабовидящие пользователи получила возможность работать на компьютерах Макинтош. По умолчанию любой современный Мак обладает достаточными средствами как речевого, так и брайлевского доступа, предусмотрено и экранное увеличение.

Первым компьютером, созданным для слепых, стал ноутбук ДАВИД. Он предоставляет огромные возможности, которые просто несравнимы с компактным его размером. Компьютер совмещает все технологии для слепых, включая брайлевскую строку, речевой синтезатор, функцию увеличения текста и многие новые функции. ДАВИД работает с ОС DOS, хотя предусмотрена возможность работы и с Windows-приложениями. Время работы машины составляет 5 часов, затем аккумуляторы необходимо в течение 2-х часов заряжать от сети.

Огромную популярность завоевали нетбуки или субноутбуки. Эти устройства, с массой до 1 кг, имеют технические возможности сравнимые со стандартным ноутбуком и в разы более низкую стоимость. Главное их достоинство - программы экранного доступа.

Существует выбор Брайлевских принтеров и дисплеев:

• Индекс-Эверест -высокоскоростной брайлевский принтер, работающий с обычной бумагой и позволяющий создавать брайлевские документы, сразу после печати, готовые к использованию. Эверест снабженный речевой связью и брайлевской панелью управления, принтер просто устанавливается, с ним просто работать слабовидящим и слепым пользователям.
• Индекс 4 Х 4 PRO - высокоскоростной двусторонний брайлевский принтер для листов двойного формата. Управляется специальной панелью, с командами, написанными по брайлю, а также в плоском варианте.
• «Vario» - представитель нового поколения брайлевских дисплеев. Это крошечное, легкое, весьма экономичное, мощное и гибкое, оптимальное для пользователя устройство, использовать которое можно в любое время. Благодаря встроенному аккумулятору, время его работы составляет 40-50 часов без подзарядки, после чего, его необходимо подзаряжать около 2,5 часов. ВАРИО так мал, что легко помещается перед клавиатурой компьютера;
• Брайлевский дисплей «SuperVario», устройство работающее с любыми персональными компьютерами, ноутбуками или читающими машинами. Этот дисплей обладает всеми необходимыми характеристиками для удобства работы, что сочетается с большой гибкостью управления и высокой надежностью.

Еще один необходимый гаджет для незрячих - электронные «записные книжки». Эти устройства снабжены речевым адаптером и позволяют вносить в прочитанный фрагмент текста правки с брайлевской клавиатуры.

С 2008 года для незрячих стали доступными известные плееры IPаd. Сегодня в них есть возможность голосового меню, голосовых меток, с названиями композиций.

Необходимо отметить, что компьютерные технологии стали средством формирования социально-адаптивных и коммуникативных навыков у незрячих учащихся для дальнейшей их интеграции в современное общества.

Тифлотехнические средства для коррекционно-развивающих занятий. Как правило, это аппаратура медицинского назначения, выполняющая важную роль в повышении эффективности работы врачей и педагогов. В зависимости от функций устройства, они подразделяются на:

• Средства диагностики нарушений зрения:
• Таблица исследования остроты зрения с буквами, цифрами либо иными знаками.
• Таблица Рабкина для исследования цветового зрения и выявления всех видов дальтонизма.
• Четырехточечный цветотест, для исследования бинокулярного зрения.
• Проба с призмой, применяемая для исследования бинокулярного зрения у детей младшего возраста.
• Средства коррекции нарушений зрения, позволяющие восстанавливать неполное зрение, сохранять остаточное.
• Оптическая аппаратура для развития цветоразличения, остроты зрения, бинокулярного зрения, фиксации взгляда (линзы, лупы, телескопические очки);
• Прибор коррекционный «СВЕТЛЯЧОК» (настольный и портативный), предназначен для копирования рисунков, графиков, схем и пр. Он способствует развитию прослеживающей функции глаз и формированию бинокулярного зрения, положительно влияет на развитие памяти, логического мышления, внимания, речи. Совершенствует графические навыки;
• Устройства «Ориентир» и «Графика» - учебные пособия для коррекции пространственной ориентировки слепых или слабовидящих детей. Применение их способствует развитию сенсорики, моторики, речи и пр.
• Оптический прибор-лупа «Топаз». Это дисплей, способный изменять размер, яркость и контраст изображений, а также их цвет. Пособие многофункционально, способствуя обогащению сенсорного и чувственного восприятия ребенка, развитию зрительно-моторных координаций, зрительного восприятия, ориентированию на горизонтальной и вертикальной поверхностях. Лупу «Топаз» эффективно используют у детей с , миопией и .
• Прибор «Амблиокор». Он применяется для восстановления ослабленного зрения. В качестве метода реализации воздействия применяют «видео-компьютерный аутотренинг». С его помощью развиваются естественные способности мозга восстанавливать изображение, искаженное на глаза.
• Компьютерные игровые программы:
• Программа «Чибис», осуществляющая тренировочные и тестовые процедуры для оценки бинокулярного зрения и эффективности лечения бинокулярных расстройств.
• Программа КЛИНОК-2. Это интерактивная программа диагностики и лечения косоглазия, включающая все процедуры , которое проводится на синоптофоре.
• Программа игровая тренировочная «ЦВЕТОК» с сериями однотипных, усложняющихся зрительных.
• Программа «Ай» основанная на методах , ортоптики, диплоптики, для диагностики и лечения амблиопии, косоглазия и развития бинокулярного зрения. В основе упражнений лежат методы разделения полей. Занятия осуществляется с применением красно-синих очков.
• Программа "Крестики" - игровой паттерн-стимулятор для лечения амблиопии, с использованием инвертирующегося шахматного поля. Для воздействия на цветооппонентные и яркостный каналы зрения используют черно-белые, желто-синие и красно-зеленые шахматные поля.
• Программа для восстановления бинокулярного зрения и лечения амблиопии «Контур». Это бинокулярные упражнения по дорисовыванию фрагментов рисунков, видимых одним глазом, применяемые для устранения подавления функций плохо видящего глаза и тренировки фузии.
• Программа «Паучок» - игровая форма лечения амблиопии. Стимуляция здесь проводится структурированными динамическими изображениями. В результате, и макула, и периферия получают одновременное возбуждение, активизируя вазомоторную деятельность, конвергенцию и аккомодацию.

На днях на хабре обсуждалась новость про создание прототипа прибора-бейсболки для слепых людей. Так как я занимаюсь этой проблемой почти год и писал на эту тему диплом, хотел бы предложить свой взгляд на решение проблемы людей с ограниченными возможностями. Статья будет интересна не только айтишникам, но и предпринимателям, а также людям, интересующимся проблемой инвалидности.


Первая идея создания прибора у меня возникла, когда в институте начали изучать микроконтроллеры. Невероятно хотелось перестать кодить примеры со светодиодами, ШИМами и прочей инициализацией микроконтроллеров, а сделать что-нибудь крутое и полезное, in real life. Решил поставить себе на авто самодельный парктроник, вмонтировав его в передний бампер (сзади уже было, а спереди, в условиях Москвы, бывает часто полезно). Собрал схему на коленке на ардуино мини, поигрался, жажду утолил.

Концепт и прототип

По натуре я предприниматель, в копилке уже был успешный опыт создания и продажи веб-проектов социальной направленности (в том числе сотрудничество с Яндексом). Буквально через несколько дней в голове родилась идея по коммерциализации и массового выпуска моих парктроников, но в совершенно ином применении - в области помощи инвалидам.

Статистика распространенности инвалидов по зрению

По данным Всемирной организации здравоохранения, во всем мире насчитывается около 37 миллионов слепых людей и 124 миллионов с плохим зрением.
В России вопросами инвалидности по зрению занимается «Всероссийское общество слепых» (ВОС). На сегодняшний день в состав ВОС входят 74 региональные организации, включающие 783 местные организации и объединяющие более 212 000 инвалидов по зрению, проживающих во всех субъектах РФ. Из них абсолютно слепых - 103 000 человек (данные на 2009 год). Из этого количества 25% составляет молодежь трудоспособного возраста, т.е. практически каждый пятый из всех слепых и слабовидящих.
По другим данным в России насчитывается более 275 тысяч слепых и слабовидящих людей. Дело в том, что далеко не все слепые обращаются в общества слепых, по количеству членов которого и ведется статистика, многие, например, всю жизнь проводят в деревне, не зная о существовании подобных учреждений.
К 2020 году число слепых в мире может возрасти до 75 миллионов человек (по данным ООН).

За несколько дней собрал первый прототип, используя всеми любимый arduino версии mini. Выглядел он не очень, однако это было вполне достаточным для проведения первых полевых испытаний на настоящих слепых.


И в «собранном» виде:

Для более серьезных испытаний был создан второй прототип, в жестком корпусе и уже с аккумулятором:

Результаты испытаний

Испытания на слепых прошли очень успешно. Такую откровенную радость и восторг, которые переполняли инвалидов, я видел только у маленьких детей в возрасте детсткого сада, которым на праздник подарили «лучший в мире» подарок. Один молодой парень-инвалид одел прибор и просто убежал вместе с ним, пока мы обсуждали полезность изобретения =) Нашли мы его на другой улице, через автомобильную дорогу от первоначального местонахождения. Парню очень понравился прибор, он впервые в жизни ощутил, что значит передвигаться по улице самому, без посторонней помощи и даже без трости. Нам, видящим, это понять сложно, но наверное это схоже долгому, но чудесному восстановлению людей после травмы, которая лишила их возможности ходить, и чувствовать себя полноценным человеком. Также прибор отлично показал себя при испытании на людях преклонного возраста. Одна 80-ти летняя старушка уже через пару минут спокойно передвигалась по помещению общества слепых (это к вопросу об обучаемости).
Было решено продолжить разработку, к тому же начала вырисовываться перспективная дипломная работа.

Конкуренты

За пару недель проштудировал рунет и зарубежную часть сети и выяснил (как и автор статьи про бейсболку), что в мире существуют в основном прототипы подобных приборов (раз , два , три), и буквально несколько реализованных вариантов, отличающихся довольно высокой ценой (четыре - 300£, пять - 635£). Слышал про подобные разработки еще в Советском союзе и в России, но ничего найти так и не смог. Все найденные концепты использовали различные виды коммуникации с инвалидом, но в основном посредством звука.

Техническая часть

Электронные сигнализирующие приборы широко используются в цехах на заводах многих отраслей промышленности. Одна из самых важных потребностей в сигнализирующих приборах - обратная связь оператору, что тем или иным станком или механизмом был достигнут необходимый результат. Почти все сигнализирующие приборы на рынке содержат звуковую тревогу, предупреждающую о достигнутом результате. Кроме того, некоторые приборы содержат визуальные сигнализирующие механизмы, например лампочки различных цветов (как правило красные, желтые и зеленые). В шумной окружающей среде или местах, где инструмент используется в условиях ограниченной видимости его пользовательского интерфейса, возможно, что ни одна из этих тревог не достаточна для уведомления оператора. Подходящее решение этой проблемы состоит в том, чтобы объединить визуальные и звуковые способы предупреждения оператора с тактильным сигнализированием, посредством вибрации. Выгода обратной связи с помощью вибрации хорошо известна всем, кто использует мобильный телефон.
Цитата из моей дипломной работы

И сравнение найденных способов сигнализирования в условиях ограниченных возможностей слепого человека. Ребята с кафедры нейропсихологии МГУ просветили меня на тему плюсов и минусов того или иного способа сигнализирования, посоветовали нужную литературу. Подробно изучил с десяток книг по психологии, бионике, исследованиях о слепых, а также животных (особенно о дельфинах и летучих мышах), посмотрел несколько художественных фильмов (всем советую фильм про слепого музыканта всех времен и народов Рэя Чарльза). Когда был в Германии и Франции на презентации прибора, сам ходил по городу с повязкой на глазах и с прототипом прибора, что вызывало бурный интерес и восторг у окружающей публики =)
В итоге я пришел к выводу, что целезообразнее всего использовать тактильную обратную связь и «не забивать» слуховой канал, т.к. слепые людии ориентируются в основном по слуху, улавливая эхо от цоконья каблуков и оценивая таким образом расстояния в окружающем мире. К тому же, обратная связь организма человека на внешний раздражитель является самой быстрой при использовании именно тактильных каналов (самый медленный способ, как ни странно, через зрение). В качестве воздействия будем использовать вибрацию. Хотя были и другие варианты, которые не подошли из-за особенностей человеческой психики. Например человек быстро привыкает к постоянному внешнему монотонному воздействию, - к небольшому надавливанию или сжатию на участки тела. Также как и к постоянному монотонному громкому звуку (все мы умеем засыпать в самолетах или автобусе, переставая слышать шум мотора). Так называемая адаптация к внешним шумам.

Тем временем, была выбрана электронная начинка. Это будет плата собственного изготовления (т.к. ардуино занимает сшишком много места), датчики (ультразвук + инфракрасные) и аккумулятор:

На плате atmega88 (или atmega168 как на ардуино), набор микрух для зарядки аккумулятора и управления электродвигателем, импульсный преобразователь напряжения, звуковая пищалка и прочее. Все это дело рассчитывалось и тестировалось с осцилографами и т.п. (вплоть до обоснования выбора транзисторов), дипломная работа же =) Заказывалось на заводе в Китае, дешево и по качеству очень даже. Плата двухсторонняя, размер 24х48мм, компоненты SMD (размер 0603), отступы между дорожками в некоторых местах 0.15 мм. За качество пайки помидорами не кидать, впервый раз паял такую мелочь, без нормальной станции и с жутким припоем:

Затем был создан концепт корпуса:


Копрус крепится к руке на ремешке, в области запястья (тыльной стороны ладони). Серебристая таблетка на ремешке снизу - вибродвигатель, для коммуникации прибора с человеком. На корпусе расположены пару кнопок (включение-выключение, ближний-дальние режимы), гнездо для штекера от блока питания для зарада аккумулятора. И конечно же два милых глаза, почти герой из трогательного мультика Валли =)

Первый реальный прототип, напечатанный на 3D принтере получился немного страшнее концепта, но всему свое время:

Характеристики разработанного прибора и принцип действия

Прибор носится на руке, по принципу обыкновенного фонарика. Обнаружив препятствие, Электросонар подает вибрационный сигнал разной длительности (длительность сигнала зависит от расстояния до препятствия). Направляя прибор в разные стороны, можно получить четкую картину об окружающих препятствиях, например бордюрах, ступенях, стенах. Предусмотрено несколько режимов работы, как для небольших, замкнутых пространств (квартира), так и для использования на открытом, «уличном» пространстве.

• Дальность обнаружения препятствий - до 7 метров;
• Вес - менее 150 грамм;
• Размер - не более 7х7х3.5 сантиметров (ДхШхВ);
• Время автономной работы - более 4 часов;
• Температурный режим работы - до -30 градусов;
• Питание - от встроенного аккумулятора, зарядное устройство в комплекте.

Участие в выставках, международные поездки, знакомства

Успел поучаствовать в Подмосковной выставке, встретился с бывшим губернатором области, Б.Громовым, даже наградили какими-то грамотами.


И как уже отметил выше, побывал в Германии, во Франкфурте, у них есть классный музей, где каждый желающий может почувствовать себя слепым на пару часов, задуматься о трудностях жизни в темноте, поблуждать по лабиринтам и даже посетить «слепой» обед.


Очень классный способ провести один из свободных выходных для всей семьи, который способствует пониманию, что вокруг тебя есть другие люди, с ограниченными возможностями, с совсем другим стилем жизни и привычками. Жаль подобного до сих пор нет в России. Директор музея, к слову, слепой.
Также был во Франции, в Страсбурге. Первые вопросы были, как ни странно, о безопасности и противопоказаниях (не будет ли у людей аллергии на материал из которого состояит прибор и т.п.). При этом ни во Франкфурте, ни в Страсбурге подобных приборов еще не видели, что для меня было большим удивлением.
С главным Московском отделении слепых отношения сложились довольно прохладные с самого начала. «Подобное уже есть, ты не изобрел ничего интересного, мы давно знаем про подобные приборы». Однако даже в Подмосковных филиалах общества слепых прибор оказался для всех открытием.

Экономическая часть, коммерциализация и трудности

Успешно защитил диплом, начал думать о том, как довести прибор до серии. Экономические рассчеты показали, что себестоимость прибора - примерно 1700 руб. за штуку, что в общем то отличные показатели, по сравнению с конкурентами. Обращался с предложением к нескольким крупным предприятиям (Ногинский ЗАО НПЦ «Прибор» и Московский ОАО «Концерн радиостроения «Вега»). Везде был очень тепло встречен, все заинтересовались и начали работу со мной. Но на сегодняшний день еще нет никаких результатов. В первом случае, особой инициативы не было, все действия ждали от меня, свежевыпустившегося инженера без опыта и практики организации производства. Во втором концерне думают уже пару месяцев. Единственные наиболее заинтересованные на сегодняшний момент - ребята-предприниматели из Бизнес Молодости.

По ходу работы я понял, что одному такой проект тянуть на себе очень сложно. Запуск производства оказался вопросом непростым, есть масса подводных камней, например с патентованием, сертификацией, сбытом-распространением, гарантием-ремонтом-возвратом. К тому же, на весь проект я уже потратил приличное количество собственных средств (спасибо предыдущим проектам, создавшим некую финансовую подушку), которые имеют свойство заканчиваться =)
Со временем тоже есть трудности - готовлюсь к сдаче международного экзамена по английскому и поступлению в Европейскую магистратуру/аспирантуру. Параллельно веду другой проект, который, в отличии от прибора, дает прибыль в короткосрочной перспективе, и кое-как с его помощи закрываю аппетит прожорливого прибора =)

Итоги

В итоге, прибор получился простым, дешевым и компактным, при этом является отличным помощником инвалида. Хотя не лишен недостатков, но на дипломе мне сказали так: «Недостаток данного прибора - простота. Что с другой стороны является его главным конкурентным преимуществом». И пока сомневающиеся обсуждают недостатки представленного «недозрения», сравнивая данный метод со сложными системами видео-распознавания изображения, приборами на базе microsoft kinnect"a, или с вживляемыми чипами, инвалиды тем временем в восторге (мне пришло уже более десятка просьб о как можно скорой покупке прибора, вообще без какой-либо рекламы). Поймите главное, у современных инвалидов нет и такой возможности иметь хотя бы элементарное представление об окружающем пространстве на расстоянии бОльшем длины трости.

На сегодняшний день, проект находится в полузамороженном состоянии. Для массового производства необходимы некоторые технические доработки (особенно корпуса). Поэтому я ищу любую помощь и единомышленников. Как в техническом плане, так и в организационном, в коммерциализации.
Есть мысли выйти на Китайцев, предложить им мою разработку и наладить производство у них. Тогда прибор будет стоить вообще копейки. Но пока это лишь мысли.

Спасибо уважаемому хабрасообществу за внимание. Буду рад выслушать любые идеи, советы, предложения и рекомендации.