清華大學(xué)研發(fā)的大幅面觸覺圖形顯示終端產(chǎn)品原型 清華大學(xué)供圖

今后，盲人在閱讀盲文圖書時，不僅可以讀到文字還可以“看到”圖像，甚至還能上網(wǎng)購物。10月19日，清華大學(xué)未來實驗室主任徐迎慶向媒體展示了一項自主研發(fā)的大幅面觸覺圖形顯示終端產(chǎn)品原型。

記者在現(xiàn)場看到，與傳統(tǒng)平面顯示屏不同，新的顯示終端由凹凸點(diǎn)陣組成，通過計算機(jī)控制點(diǎn)陣，傳統(tǒng)圖片可以變?yōu)榭捎|摸的圖形，讓盲人可以“看到”圖像。

全盲患者迫切需要讀圖無障礙設(shè)備

世界衛(wèi)生組織2017年報告顯示，全球約有2.53億視覺受損人口，其中3600萬是全盲患者。英國柳葉刀雜志在2017年指出，根據(jù)1990年至2015年間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)估計，隨著人口數(shù)量的增加和老齡化，到2050年時，全球全盲人群的數(shù)量可能將會增加至1.15億。

“這對全人類來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。”徐迎慶告訴記者，由于視力受損，盲人主要依靠聽覺和觸覺獲取信息。隨著科技的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，當(dāng)圖片、視頻等視覺信息成為知識傳播中信息的主要來源，特別是互聯(lián)網(wǎng)上的視覺內(nèi)容日益豐富時，盲人迫切需要可以便捷地閱讀圖像信息的無障礙設(shè)備。

凹凸觸覺點(diǎn)陣讓“所觸即所得”

與傳統(tǒng)的計算機(jī)屏幕不同，在清華自主研發(fā)的大幅面觸覺圖形顯示終端的產(chǎn)品中，觸覺圖形顯示終端的表面由可以凸起和收回的點(diǎn)陣組成。通過計算機(jī)控制這些點(diǎn)陣的變化，可以把傳統(tǒng)圖片變成可以觸摸的圖形。盲人用戶通過觸摸這些凸起點(diǎn)陣所組成的盲文或觸覺圖形，來閱讀文字和認(rèn)知圖片。

該設(shè)備原型采用由研發(fā)團(tuán)隊自主設(shè)計并研發(fā)的、全新的自鎖機(jī)械結(jié)構(gòu)來驅(qū)動觸覺圖像的渲染，具有低成本、可擴(kuò)展、大幅面等優(yōu)點(diǎn)。同時，該設(shè)備采用了基于圖像語義的分時渲染算法和創(chuàng)新的觸覺引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，可以幫助盲人用戶更準(zhǔn)確地認(rèn)知和理解圖像。

研發(fā)團(tuán)隊除了觸覺交互功能，還設(shè)計了基于位置的三維聲音導(dǎo)航和語音交互功能。在用戶體驗設(shè)計方面，設(shè)備遵循目前盲人使用電子設(shè)備的大部分習(xí)慣，最大限度地發(fā)揮觸覺點(diǎn)陣顯示的交互優(yōu)勢，使得盲人用戶“所觸即所得”。此外，該產(chǎn)品原型封裝觸聽覺控制的基礎(chǔ)模塊，具有高度的應(yīng)用可擴(kuò)展性，可以支持大部分網(wǎng)頁和應(yīng)用的基本操作。

未來可助盲人網(wǎng)購

“在我們的受眾實驗中，有盲人通過觸摸8個不同的杯子，最后選擇了心儀的一款。這讓他很激動。網(wǎng)購，這個曾經(jīng)對盲人來說不可想象的事物將不再遙遠(yuǎn)。”徐迎慶告訴記者，未來，這項技術(shù)還有望應(yīng)用在博物館等場合，讓盲人可以通過觸摸文物圖片，感受文明的脈搏。

記者了解到，這項成果的研發(fā)前后歷經(jīng)9年，團(tuán)隊成員來自設(shè)計學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)等多個專業(yè)。之前，團(tuán)隊已經(jīng)推出了三代產(chǎn)品，都是概念原型，目前正在嘗試做第四代產(chǎn)品原型，下一步計劃與企業(yè)合作使之批量化生產(chǎn)。如果實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，價格只有國外同類設(shè)備的二十分之一到十分之一。此外，研發(fā)團(tuán)隊還希望實現(xiàn)設(shè)備小型化，針對手機(jī)等移動終端推出合適的產(chǎn)品。

徐迎慶表示，這項設(shè)備的研發(fā)將進(jìn)一步推動眾多針對盲人用戶的無障礙應(yīng)用的發(fā)展，例如電子盲文圖書的普及，盲人用戶上網(wǎng)學(xué)習(xí)、購物和瀏覽，并且使得盲人今后學(xué)習(xí)諸如數(shù)學(xué)幾何、物理電路、化學(xué)結(jié)構(gòu)等圖形化知識的時候更加便利。

該產(chǎn)品已具備上網(wǎng)和搜索的功能，目前，清華的研究團(tuán)隊正與百度公司合作，共同開發(fā)盲文電子書籍閱讀、百度百科盲文搜索、盲人上網(wǎng)購物等;也將與阿里巴巴達(dá)摩院合作，研究如何利用人工智能的理論與方法改進(jìn)觸覺圖片的生成與認(rèn)知體驗。

“目前，盲人能從中了解到來自百度百科10000個詞條的內(nèi)容，還能隨時聽到來自百科博物館計劃的語音講解。百度閱讀還將3萬本書籍的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成盲文，為視障人群提供更多的信息和資料。”徐迎慶說。

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