Компьютерный звук рисует для слепых картину местности
Слух хотя бы частично восполняет калекам отсутствие зрения, но он неимеетвозможности поведать им о наличии перед самым носом фонарного столба. В это же время совокупности машинного зрения легко принимают окружающий мир. Неудивительно, что на их базе учёные пробуют создать неестественное зрение.
Лишь как однако лучше донести до слепого человека то, что видит машина?
Собственный ответ на данный вопрос даёт проект «Когнитивная запасной совокупность для слепых людей» (Cognitive Aid System for Blind People — CASBLiP), в котором учавствуют семь университетов, организаций и компаний из Англии, Испании, Германии и Италии. Координирует и ведёт их совместную работу Исследовательский центр графических разработок политехнического университета Валенсии (Centro de Investigacion en Tecnologias Graficas), где и базируется данный проект.
Какими вариантами помощи слепым располагает современная техника? Возможно предложить человеку усовершенствованную трость с ультразвуковой, лазерной либо видеолокацией.
Но подобные устройства всё равняется не дают полной картины мира — кибертрости дающими предупреждение сигналами при появлении страшного объекта в яркой близи от обладателя. В это же время, рассудили авторы CASBLiP, направление мысли было верным: необходимо надеяться на то, что у слепого больного развито оптимальнее– его свойство принимать звуки, исходящие от предметов (автомобилей, листвы деревьев, шагов прохожих), и прекрасно определять удаление и направление источника.
Возможно попытаться вернуть слепому человеку зрительные ощущения тем либо иным методом. Но сетчатки «и всяческие» усилители глаз-имплантаты – отдельная громадная тема. А если не вмешиваться в организм больного?
CASBLiP предлагает носимый прибор, несложный в применении (фотографии CASBLiP).
Лишь вот в простых условиях звуков не достаточно. По крайней мере — чтобы нормально ходить по городу без белой трости, как будто бы зрячий человек. Но, может, тогда добавить звук синтетический, дабы «заговорили» и фонарные столбы, и проёмы дверей, и другие предметы?
Три года работы (на средства Европейского союза, увидим) не остались без следа. Партнёры выстроили два устройства, каждое из которых может трудиться раздельно, но по идее их возможно соединить в действенный комплекс.
Первый аппарат именуется M1. Выглядит он как тёмные очки, разве что стёкла толстоваты (в них скрыта электроника).
Издали M1 не отличишь от простых чёрных очков (фотографии CASBLiP и с сайта cisad.it).
В базе приборчика лежит лазерный сенсор, созданный компанией Siemens. Первоначально это устройство создавалось чтобы научить машины видеть пешеходов, перебегающих дорогу перед носом, но сейчас сенсор отыскал собственное призвание в другой области.
Эти очки испускают инфракрасный лазерный луч (невидимый для окружающих), что сканирует местность в пределах угла зрения в 60 градусов и на дальность в 5 метров от человека. Отражённые ИК-лучи принимает 64-пиксельная камера, незаметно вмонтированная всё в те же очки. По разности времени прихода сигнала в каждую часть матрицы компьютер (его приходится нести в рюкзачке) вычисляет положение близлежащих объектов.
Лазерный сенсор Siemens контролирует всю местность в пределах собственного обзора по 25 раз в секунду (иллюстрация Siemens).
Потом эта информация преобразуется в стереозвук, подаваемый обладателю приборчика через наушники. Размещение препятствий по горизонтали передаётся смещением звука вправо либо влево, а приближение к препятствию отражается ростом тональности сигнала или его громкости (тут вероятны варианты — лучший выбор ещё определяется).
M1 проходил диагностику в закрытых помещениях и на улице. В последнем случае испытательный маршрут насчитывал 500 метров и включал такие препятствия, как столбы, деревья, лавочки и журнальный киоск.
Любой испытуемый должен был пройти данный маршрут всего один раз без подготовки, а позже учёные подсчитали число ошибок и столкновений, чтобы оценить возможности прибора (фотографии CASBLiP).
M1 возможно в полной мере независимым продуктом, но значительно занимательнее его сочетание со вторым прототипом называющиеся M2. В нём удалось совместить последовательность интересных разработок, выполненных в различных государствах.
M2 является шлемом , на котором закреплены две камеры, генерирующие стереокартинку. Эксперты из факультета компьютерных наук университета Бристоля (Departiment of Computer Sciense) создали замечательный метод обработки изображений в настоящем времени, талантливый распознавать препятствия и объекты, такие как деревья, лавки и автобусные остановки в парке, транспортные средства, и, само собой разумеется, — прохожих.
Эта совокупность применяет стереоизображение для «карты глубины». Кроме этого M2 может разбирать перемещение объектов и предвещать их предстоящее перемещение.
В следствии работы данной программы компьютер (опять-таки M2 требует ношения портфеля) формирует пространственную карту окружающего мира. Причём обновляет он её 8 раз в секунду.
Английская программа по картине с камер может выяснить – куда движется автомобиль и как он ближе к человеку, чем строения на заднем замысле (иллюстрация University of Bristol).
А дабы слепой имел возможность по ней ориентироваться, совокупность CASBLiP использует вторую разработку — программу, созданную в университете Лагуны (Universidad de La Laguna). Она превращает пространственную данные в трёхмерную звуковую карту, в которой любой объект представлен звучащей точкой.
Её громкость, тон и определяемое благодаря стереозвуку пространственное размещение оказывает помощь слепому представить окружающий мир. Наряду с этим, чтобы максимально оперативно смещать звуковое поле в наушниках при повороте головы вправо и влево, шлем ещё оснащён намерено созданным в ходе проекта гироскопическим датчиком, передающим на компьютер мельчайшее перемещение головы.
Оба аппарата много раз испытывались слепыми людьми в самых разнообразных условиях — от стенку лабораторий до настоящих городских улиц. Само собой разумеется, были замечания и вопросы, но в целом все остались довольны. Обучение применению шло скоро, и люди начинали принимать звуковую картину не как искусственно навязанную наушниками, а как звук, идущий конкретно от предметов, окружающих их.
До тех пор пока с обработкой информации со стереокамеры и лазерного сканера справляется ноутбук, так что слепому приходится носить маленький портфель, но кто знает, как достаточно замечательные для CASBLiP компьютеры сократятся в размерах на следующий день? Не напрасно же авторы совокупности именуют её как раз рабочим прототипом (фотографии CASBLiP).
Около десятка испытателей заключили, что совокупности типа M1 и M2 могут быть нужным и эргономичным дополнением к вторым средствам помощи. Но наряду с этим множество участников опыта сказал, что никакая электроника не заменит ветхую хорошую белую трость либо собаку-поводыря. А одна участница, тестировавшая M1, заявила, что «подсказки» совокупности, накладываясь на простые звуки внешнего мира, другой раз способны, наоборот, запутать человека, нежели оказать помощь.
Второй испытатель кроме этого подчернул, что наровне с новыми информирующими звуками наушники заглушают сигналы извне, по которым слепой ориентируется в большинстве случаев (к примеру по трансформации в звуке собственных шагов). И это — неудобство совокупности.
Иначе, как заметил один из испытуемых, «любое новшество, которое может повысить автономию слепого человека, — позитивно». Соответственно, инженеры и учёные на верном пути, пускай CASBLiP и испытывает недостаток в совершенствовании.
Возможно лишь догадываться, сколько будет стоить таковой прибор кроме того при массовом производстве. Возможно, никак не дешевле среднего ноутбука (фотографии CASBLiP).
Один из координаторов проекта — Гильермо Перис-Фахарнес (Guillermo Peris-Fajarnes) из политехнического университета Валенсии говорит: «Предстоит выполнить ещё большое количество работы, перед тем как эта совокупность имела возможность бы выйти на рынок. В первую очередь, необходимо доказать, что она есть на 100% надёжной. Мы не можем допустить неполадок, в то время, когда пользователь переходит дорогу».
По словам Гильермо, консорциум университетов и компаний решил продолжить работу в этом направлении кроме того по окончании окончания финансирования со стороны ЕС. Кроме этого Перис-Фахарнес говорит, что серийный продукт на базе проекта CASBLiP может показаться не ранее чем через три либо четыре года.
«Мы ищем партнёров для изготовления коммерчески жизнеспособного продукта. Так как до сих пор не существует совокупности, аналогичной данной, дабы была дешева. А она обязана дополнять существующие вспомогательные средства (те же трости).
Но успех будет зависеть от переноса камер и миниатюризации системы на очки», — добавил Перис-Фахарнес.
Помимо этого, участники проекта трудятся над интеграцией в спутникового навигатора и такую систему, что говорил бы обладателю — в какой точке города он находится. Совместно со звуковой картиной местности это значительно помогло бы передвижению слепого человека.
По крайней мере техника тут окажется бесценным подарком и будет незаменимой до тех пор, пока не возьмут объяснения необычные скрытые возможности человека. К примеру, умение некоторых слепых пользоваться натуральной эхолокацией, похожей на дельфинью, а вторых невидящих — так называемым слепым зрением.
