盲人人體穴位按摩助學模具

陳宏林

課題由來

我國約有六七百萬盲人，他們的聽覺和觸覺比一般人靈敏，從事按摩工作是他們較好的一種就業(yè)方向。但是通過對盲人按摩師訪問了解到，他們在盲人學校學習按摩的效率并不高。為幫助在校盲人學生和不能進校學習的盲人群體學到按摩技術，我研制了這套助學模具。

設計思路和技術方案

根據(jù)盲人閱讀、思維、生理等特點，借鑒盲文閱讀原理，在模具上設置了一種特殊痕線引導盲人尋找和辨認穴位。為此，將模具中頭、頸、胸、腰、臀等每一個部位的一邊細分為左、中、右3條縱痕線。在每條縱線上再細分上、中、下3條橫痕線。盲人沿著細細的“三縱三橫”痕線觸摸，找到每個穴位的大致區(qū)域后，再憑測量“指寬”尺度觸摸到要找的穴位位置。最后，準確觸摸穴位就能聽到為該穴位設置的語音信息。

為讓使用者學習到一定程度后，不再依賴“縱”“橫”和測指寬等方式尋找穴位，模具只在人體模具的右側(cè)設置縱、橫痕線，另一邊不設痕線，就像真的人體那樣，用以訓練使用者在沒有“坐標”導向的情況下準確找到穴位。只要使用者準確觸摸到模具上的穴位，模具同樣能播出相應的語音信息。

人的耳、腳、手等部位，表面雖小，卻穴位密集，功能特別。為此，在全身主體模具外，單獨制作與主體模具通過短距無線通訊的耳、腳、手3個分體模具，觸摸這些分體部位的穴位序時，主體模具上也能播出相應的語音信息。

在主體模具之外，還專門設計了用特殊材料制作的一種能滿足按、摩、推、拿、揉、捏等多種按摩手法練習用的專用仿真模具。該模具除能滿足按摩手法訓練外，也能通過短距無線通信從主體模具里播出有關練習的語音信息。

模具設計還按照前述思路方案構(gòu)建了一套模塊化的電子控制功能和語音信息存儲播放系統(tǒng)?？紤]到耳、腳、手等分體模具須跟主體模具進行通信連接，在主體模具中設置了無線接收電路，在分體模具里設置了向主體模具發(fā)射信號的無線發(fā)射電路。

模具的組成、原理和結(jié)構(gòu)

整套助學模具由主體模具（見圖1），耳、腳、手分體模具及手法練習模具3個部分共18個部件組成。

在圖2框圖中，右框中的電子電路是利用現(xiàn)成插卡式小音響的語音播放系統(tǒng)改造而成。在左框圖中采用51系列單片機ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換）、電容感應觸摸片及簡易無線接收電子電路構(gòu)成的系統(tǒng)，能使控制的穴位信息通過語音系統(tǒng)播出，讓盲人能在主體模具上進行穴位知識的助學或自學活動。其中無線接收電路用來分別接收耳、腳、手模具及手法練習分體模具中發(fā)出的無線信號，同時分別在主體模具中播出相應的語音信息。

用帶有ADC的51系列單片機配合電容感應觸摸片制作信號產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)，能夠更準確方便地實現(xiàn)穴位按鍵的時序多觸發(fā)。共512個語音片斷，能涵蓋所有穴位。觸發(fā)后，由單片機轉(zhuǎn)碼并有序延時觸發(fā)小音響上面0-9及暫停/播放等11個相應的功能鍵。

主體模型上的單片機（帶ADC的51系列，型號：AT89S52）可產(chǎn)生300kHz方波，作為觸摸片的源參考信號。當檢測到主體模型各穴位的觸摸信號時，會控制語音播放器播出存在TF卡的對應的語音。另外，當收到分體模具發(fā)來的無線信號時，也會控制播放器播放對應的語音。同時接收到1個以上的觸摸信號時，以最后一次的觸摸信號為準。

基于ADC和控制功能模塊制成的電容感應觸摸片貼放在模具穴位下面，當人的手指準確觸摸到模具上的穴位時，再稍將手指向下移，使之更靠近下面的觸摸片時，主模具中的語音模塊電子系統(tǒng)會播出相應的語音信息。

這種方案的優(yōu)點是穴位觸摸電路可以做得比較簡單，比較接近真實的穴位觸碰體驗。另外，穴位觸摸按鍵與小音響語音模塊完全是獨立的，供電電路和信號傳輸電路不會相互干擾，電路更加穩(wěn)定。模具電子系統(tǒng)實物見圖3。

分體模具上的單片機（與主體模型單片機型號一樣），檢測分體模型各穴位的觸摸信號，編成對應信息，打開并調(diào)制無線發(fā)射的高頻信號，通知主體單片機。分體模具電路檢測到分體上各穴位的觸摸動作，通過無線發(fā)射傳遞給主體模具語音系統(tǒng)播放。

觸摸到相關穴位時，觸摸片轉(zhuǎn)換電路會按時序觸發(fā)小音響上面的相關鍵，播出特定的語音片斷，介紹穴位相關信息。播放完成后，小音響會處于暫停狀態(tài)。

使用方法

用前學習：閱讀專為模具編寫的介紹盲文資料，盡可能熟悉其中的內(nèi)容，了解模具全身各部分的位置，以及特殊“坐標系”中橫、縱痕線的分布等。

按電源開關：沿模具底板右側(cè)可以觸摸到盲文“開關”2字，沿底板下邊摸到開關并打開接通電源，使模具電路處于工作狀態(tài)。

了解穴位的位置信息：閱讀模具的介紹資料，從中了解要找的穴位的穴位序、部位及在模具“坐標”中橫、縱痕線的區(qū)域和指寬等信息。

從模具上觸摸找穴位序：根據(jù)“三縱”“三橫”和測指寬等了解操作順序內(nèi)容，通過觸摸，按先后順序，找到穴位所在區(qū)域，再用測指寬方法摸到該穴位的大體位置后繼續(xù)觸摸，最后摸到穴位序（盲文）的準確位置。

摸—按—播：摸到要找的穴位序后，用食指觸按穴位序號，模具底板上的揚聲器播出相關的語音信息。

進行仿真觸摸練習：觸摸模具無標識的另半身，進行無標痕尋找穴位練習，找準穴位摸按，使其播出語音信息。

按摩手法練習：在手法練習專用分體模具上摸按有關提示，按照播出的語音信息，進行按、摩、推、拿、揉、捏、顫等仿真操作練習。

進一步改進設想

把模具提升為有語音交互功能的盲人助學智能機器人，能使盲人更方便地進行學習。

該項目獲得第31屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽科技輔導員創(chuàng)新成果科技發(fā)明類一等獎。

專家評語

項目研究一種具有穴位及反饋語音系統(tǒng)的盲人穴位按摩學習模具，由語音系統(tǒng)播出相應穴位的語音信息，實現(xiàn)了按序觸摸準確穴位。理論依據(jù)科學，構(gòu)思巧妙，有較好的創(chuàng)新性，有很好的實用性和推廣價值。endprint