基于可穿戴的智能盲人導(dǎo)航設(shè)計(jì)

李詩(shī)蕓

摘要：近年來，我國(guó)視障者的人口數(shù)量不斷增加，盲人出行的安全性、便利性得到越來越高的關(guān)注。然而，日新月異的社會(huì)環(huán)境，道路交通顯現(xiàn)出較多隱患，現(xiàn)有的盲人輔助出行工具無法全面的保障盲人出行安全。本文基于這樣的現(xiàn)狀，分析我國(guó)盲人出行特點(diǎn)，研究保障其安全出行的方式，設(shè)計(jì)出適用于盲人出行的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：盲人；便利出行；穿戴設(shè)備；智能導(dǎo)航

中國(guó)分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2018）03-0102-02

盲人導(dǎo)航是世界范圍內(nèi)未妥善解決的課題之一，根據(jù)衛(wèi)生部統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的盲人達(dá)一千四百萬之多，數(shù)量列居世界之首。每年，我國(guó)新增盲人和弱視群體約45萬，他們的出行問題亟需解決。現(xiàn)今，輔助這些弱勢(shì)群體出行的工具多為簡(jiǎn)易拐杖，極少配備有導(dǎo)盲犬。而被占用的盲道、路況不好、懸掛的障礙物、危險(xiǎn)的十字路口，這些障礙普通的拐杖無法準(zhǔn)確探明，迷路時(shí)不易定位，親屬無法及時(shí)尋找，這些都讓讓人的行走伴隨著高風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致中國(guó)的弱視及盲人群體難以出行。為了消除這一弱勢(shì)群體出行的陰影，通過研究發(fā)現(xiàn)盲人外出時(shí)所遇困難及現(xiàn)階段產(chǎn)品存在的缺陷，設(shè)計(jì)了一種基于可穿戴的智能盲人導(dǎo)航系統(tǒng)。

1 現(xiàn)有助行產(chǎn)品以及盲人群體的出行體驗(yàn)

我國(guó)視力殘疾者人數(shù)居高不下，約占?xì)埣踩丝倲?shù)的百分之十五。根據(jù)問卷調(diào)查，視力殘疾群體表示非常需要幫助出行的產(chǎn)品，現(xiàn)階段市場(chǎng)上現(xiàn)有的單一盲杖難以滿足其需求，其他產(chǎn)品例如電子盲杖等價(jià)格較高，且在功能與設(shè)計(jì)中存在一些問題。在盲人相關(guān)課題的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，與盲人產(chǎn)品相關(guān)的設(shè)計(jì)研究與理論日趨完善，但產(chǎn)品的具體形態(tài)較少涉及。隨著科技發(fā)展市場(chǎng)上已研制出了多種盲人行走輔助器，即便如此，基本上所有盲人助行產(chǎn)品都未能解決盲人獨(dú)自穿行馬路的問題。除此之外，多種電子盲人助行產(chǎn)品未受到盲人青睞，主要是因?yàn)槠溥^度高的價(jià)格、不完善的用戶界面和不美的外觀。

2 對(duì)于盲人群體助行的需求分析

2.1 盲人群體感知系統(tǒng)

人們通過感知來了解客觀事物，感知行為指通過自身的感覺、認(rèn)知本能和記憶經(jīng)驗(yàn)等綜合因素來感知環(huán)境信息和外界刺激的行為，及對(duì)這些信息和刺激所作的一系列復(fù)雜反應(yīng)，表現(xiàn)為情感變化、條件發(fā)射或者各種行為活動(dòng)等。失去視覺感知能力，盲人的聽、觸、嗅、味的感覺系統(tǒng)起到代償作用，這些感知能力相互影響、共同作用于分析和處理外界信息，并將外界的各種信息結(jié)合己有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行重組，從而認(rèn)知世界。設(shè)計(jì)助行盲人的產(chǎn)品是，需要適應(yīng)盲人的感知系統(tǒng)，彌補(bǔ)缺失的視覺功能并拓展盲人的聽覺、觸覺、嗅覺以及味覺功能范圍。

2.2 情感體驗(yàn)

普通人面對(duì)黑暗尚且恐懼不安，失去視覺感知能力的視覺障礙人群更容易受到未知世界的威脅，無法準(zhǔn)確識(shí)別環(huán)境產(chǎn)生的變化而產(chǎn)生不安感。安全感是置身于一定情景中的個(gè)體對(duì)自身安全、穩(wěn)定狀態(tài)的感受和判斷，是對(duì)自我存在的安全、穩(wěn)定、信賴，免于恐嚇、危險(xiǎn)、混亂的感知與期待。根據(jù)馬斯洛需求層次理論，安全需要是僅次于生理需要的基本需要。視覺的障礙使未知的事物成為盲人群體的絆腳石，使盲人群體失去許多自由空間，怯于追求人生的自由快樂，表現(xiàn)為處于陌生空間里時(shí)的不安和與人交往時(shí)往往表現(xiàn)的多疑?？纱┐鞯拿と藢?dǎo)航設(shè)計(jì)應(yīng)致力減少盲人群體獨(dú)自外出遇到的危險(xiǎn)，給予可靠的外界信息從而減少盲人內(nèi)心的恐懼與慌亂。

3 可穿戴的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)構(gòu)想

通過前期調(diào)研以及用戶研究的結(jié)果決定此次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)結(jié)合交通系統(tǒng)，幫助視覺障礙者獨(dú)立出行，能夠獨(dú)立完成出行、避障、過馬路等行為，且產(chǎn)品應(yīng)使用戶有良好的使用感受和可承受的價(jià)格。

3.2 盲人助行產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念

綜合調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單一出行設(shè)備并不能完全保障盲人安全，盲人的出行需要一個(gè)更加完善的導(dǎo)航體系，因此我們需要針對(duì)盲人外出出行的需求，設(shè)計(jì)方便盲人出行的產(chǎn)品，并建立相應(yīng)的導(dǎo)視、輔助系統(tǒng)，維持整個(gè)“助行”系統(tǒng)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)。本系統(tǒng)主要有三部分組成，基礎(chǔ)部分是紅綠燈、公交車等多方位交通信息所匯聚而成的一個(gè)全方位信息系統(tǒng)；第二部分是接受終端即盲人在外出過程中隨身攜帶的手杖、手環(huán)和耳麥；另一部分則是盲人家人和監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程協(xié)助平臺(tái)。

智能盲人導(dǎo)航系統(tǒng)能夠給盲人提供出行過程的多種信息，如障礙物距離、紅綠燈信息、公交乘車等。同時(shí)，家人能夠通過遠(yuǎn)程協(xié)助平臺(tái)了解到盲人在出行過程中的一些信息，為盲人的安全出行提供幫助；甚至遇到突發(fā)事故，可以向警方監(jiān)控中心尋求幫助（圖1）。

3.3 盲人助行產(chǎn)品設(shè)計(jì)功能

本系統(tǒng)所能夠?qū)崿F(xiàn)的功能包括：

1）道路中出現(xiàn)較近障礙物時(shí)，盲人助行產(chǎn)品發(fā)送訊息至耳麥告知盲人障礙物的距離信息，及時(shí)提醒盲人避開障礙物。

2）與盲人所在區(qū)域交通信息網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合。每當(dāng)盲人行經(jīng)十字路口、交叉路口時(shí)，會(huì)告知此時(shí)的紅綠燈狀況。

3）內(nèi)置微波傳感器判判斷道路中速度較快的物體，并通過耳麥發(fā)出警報(bào)警示盲人。

4）內(nèi)置GPS確定盲人每時(shí)每刻的方位，通過耳麥告知盲人所處方位，家人也可通過APP上的地圖及標(biāo)識(shí)得知盲人實(shí)時(shí)的位置。對(duì)于較遠(yuǎn)場(chǎng)所的出行，可結(jié)合地圖信息查詢給盲人提供乘車信息。

5）盲人身體出現(xiàn)不適或遭意外時(shí)時(shí)可發(fā)送訊息至親人，親人可及時(shí)得知盲人情況以采取救治措施。

6）如遇突發(fā)事故，不能聯(lián)系上家人，盲人可以通過一鍵呼叫報(bào)警。同樣，若盲人失蹤，家人也可向警方監(jiān)控中心尋求幫助。

3.4 設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

3.4.1 “盲行”手杖（圖2）

盡管已有智能識(shí)障技術(shù)，而本設(shè)計(jì)卻仍使用手杖而不是智能穿戴設(shè)備，是因?yàn)槊と顺鲂袝?huì)有很大的不安全感，手杖不再像盲杖一樣用來敲地面，而是相當(dāng)于拐杖，提供物理支持，尤其是年邁體弱的老人。當(dāng)手杖內(nèi)指路陀螺儀、激光測(cè)距儀發(fā)現(xiàn)障礙或不平的地面時(shí)會(huì)發(fā)送信息至耳麥內(nèi)，以語音的方式告訴盲人；同樣，盲人通過語音發(fā)出指令以控制盲杖；當(dāng)盲人遇到危險(xiǎn)時(shí)可以與家人通話，甚至一鍵報(bào)警以尋求幫助。

3.4.2 “盲行”手環(huán)（圖3）

手環(huán)是用于檢測(cè)老人的生命體征，時(shí)刻監(jiān)測(cè)、記錄盲人的身體狀況，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋到配套的APP從而讓家屬即時(shí)知道盲人的健康指數(shù)，一旦盲人外出遇險(xiǎn)身體健康數(shù)值異常時(shí)能及時(shí)發(fā)出訊息通知家人。

3.4.3 “盲行”耳麥（圖4）

耳麥的作用在于將交通信息及使用者環(huán)境周邊情況清晰、準(zhǔn)確的傳達(dá)到使用者腦內(nèi)。相對(duì)于傳統(tǒng)耳機(jī)，骨傳導(dǎo)耳機(jī)改善了普通耳機(jī)需要入耳才能聽清楚的問題，不會(huì)使用戶因耳塞長(zhǎng)期置入耳內(nèi)造成不適。不僅可以清楚通過特定骨頭傳達(dá)耳機(jī)聲音，還能時(shí)刻關(guān)注周遭的環(huán)境，這樣更安全，且能降噪收音。如圖4所示，耳麥兩側(cè)有控制開關(guān)，盲人可以選擇一只耳麥發(fā)聲，這樣可以避免造成危險(xiǎn)事故，如圖4所示，使用者佩戴時(shí)從腦后方戴入夾在臉頰后側(cè)，如圖4所示，音量加減處有微微凸起，方便盲人觸摸尋找。

3.4.4 APP交互（圖5）

設(shè)計(jì)的這一款名為盲行的APP是為家人使用，用于隨時(shí)查看盲人的定位和生命體征，以及提供去盲人所在地的導(dǎo)航，同時(shí)可以和盲人通話聯(lián)系，一旦盲人行蹤不明或出現(xiàn)意外情況，可以及時(shí)報(bào)警。

4 結(jié)語

無障礙外出行走是盲人探索世界的基本條件，在如今的社會(huì)，科技的發(fā)展帶來了生活便捷，道路交通顯現(xiàn)出更多的隱患，道路的十字路口對(duì)每個(gè)人來說都是生命殺機(jī)，對(duì)盲人來講亦是生命的交叉口?？纱┐鞯闹悄苊と藢?dǎo)航設(shè)計(jì)解除盲人對(duì)外出上路的陰影，成為盲人探索世界的安全保障。

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