關(guān)于新型聲波式盲人手杖的無障礙研究與設(shè)計

張娜 李志國 沈陽化工大學(xué)工業(yè)與藝術(shù)設(shè)計系

1 對于設(shè)計對象的調(diào)查與分析

中國是世界上人口最多的國家，同樣的人口殘疾率也是世界拔尖，根據(jù)國家統(tǒng)計局的信息數(shù)據(jù)，全國約有600-700萬盲人，是全世界盲人最多的國家，占世界盲人總數(shù)的18%，人數(shù)如此之多，但是在日常生活中卻并不常見，一方面是因為現(xiàn)在城市的飛速發(fā)展，路況變化劇烈，導(dǎo)致出行不便，另一方面就是現(xiàn)階段盲人手杖功能的不足，使用路況的局限性，反饋信息能力差。市面上的盲人手杖功能較為單一，只能模糊的估測出前方路面的障礙物，防止碰撞。除了這個功能就只能從顏色上警示周圍的人，并不能起到幫助盲人像正常人一樣行走的功能。

這個時代是一個智能化發(fā)展的科技時代，從隨身攜帶的手機(jī)到家里大型的電器設(shè)備，普遍提供智能化服務(wù)，而盲人手杖這個方向的智能化發(fā)展并沒有與時俱進(jìn)，所以，對于盲人手杖的功能完善與智能化發(fā)展是很有必要的，智能化盲人手杖需要提供的功能，要在現(xiàn)有的盲人手杖的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)化要求以及添加更加智能化的功能。

2 對于現(xiàn)階段盲人手杖的分析

首先來說優(yōu)點：從功能上來說，確實具備初步探索路面狀況的功能；外觀可以起到警示作用，可以收納起來也便于攜帶；使用方法簡單易懂，沒有復(fù)雜的功能就使盲人手杖極為容易上手；對于成本來說，成本需求極低，沒有太多精巧的結(jié)構(gòu)，沒有特殊材質(zhì)的需求，所以造價很便宜，適合普及使用。

對于缺點卻也很明顯：只具備初步探索路面狀況的能力，并不能反饋足夠的信息，這會導(dǎo)致使用者無法準(zhǔn)確的分析路面狀況，經(jīng)常會導(dǎo)致絆倒，誤碰等事故；對于危險區(qū)域的示警不夠，無法提醒使用者前方路況的危險程度，經(jīng)常會導(dǎo)致使用者陷入危險之中；此外，在人流量多的場所，盲人手杖就無法進(jìn)行使用，不僅無法及時反饋路面信息，而且會在使用時對身邊的人造成困擾；無法反饋上方的情況，低矮墻壁隧道之類的場所無法警示。

總結(jié)來說，結(jié)構(gòu)簡單，造價低但只具備初步探索路面功能的盲人手杖實用程度并不高，還有很多無法克服的問題，輔助功能并不明顯。所以對于手杖的升級，需要引入新的技術(shù)，已經(jīng)更加智能化的發(fā)展

3 對于聲波技術(shù)的探索

盲人是指視覺有障礙的人。視障人士主要分為兩類，一為失明或稱全失明（即盲人），二為弱視（低于正常視力60%）。所以可以想象弱視的動物怎么辦呢，蝙蝠就是很好的例子，飛行生物十分靈活，但蝙蝠飛行并不是靠視覺，而是靠自己發(fā)出的超聲波的反饋，聲波反饋速度的不同，會告訴蝙蝠前方障礙物的體積大小，以及周圍情況，它通過喉頭發(fā)射每秒10-20次的超聲脈沖而用耳朵接收其回波，借助這種“主動聲吶”它可以探查到很細(xì)小的昆蟲及0.1mm粗細(xì)的金屬絲障礙物，這樣他就不會誤碰誤觸障礙物；還有海洋里的鯨類，海豚，同樣都是利用聲波技術(shù)進(jìn)行移動與周圍情況的探索，海豚聲吶的靈敏度很高，能發(fā)現(xiàn)幾米以外直徑0.2mm的金屬絲和直徑lmm的尼龍繩，能區(qū)別開只相差200ps時間的兩個信號，能發(fā)現(xiàn)幾百米外的魚群，能遮住眼睛在插滿竹竿的水池子中靈活迅速地穿行而不會碰到竹竿；海豚聲吶的“目標(biāo)識別”能力很強(qiáng)，不但能識別不同的魚類，區(qū)分開黃銅、鋁、電木、塑料等不同的物質(zhì)材料，還能區(qū)分開自己發(fā)聲的回波和人們錄下它的聲音而重放的聲波；海豚聲吶的抗干擾能力也是驚人的，如果有噪聲干擾，它會提高叫聲的強(qiáng)度蓋過噪聲，以使自己的判斷不受影響。

通過這些信息，我們可以了解到，聲波的靈敏度是很高的，它可以探測出幾米范圍內(nèi)細(xì)達(dá)0.2mm的金屬，所以他足夠探索出路面情況；聲波的辨識度很高，可以區(qū)分出周圍障礙物的材質(zhì)；聲波的抗干擾能力也足夠強(qiáng)，保持高強(qiáng)度，就能達(dá)到高精度反饋。

對于實用狀態(tài)，現(xiàn)在遠(yuǎn)航貨輪，船只，聲納系統(tǒng)，可以探測出沿海礁石及海底狀況，從而反饋，使船只正常行駛，不會擱淺；潛艇也是很好的例子，如果把它類比為動物，它甚至沒有眼睛，靠聲波技術(shù)，可以探測出海底海床的具體情況。這些實例都足以證明聲波技術(shù)完全可以應(yīng)用于實際產(chǎn)品中。

4 對于新型聲波式盲人手杖的初步探索

對于新型的智能化產(chǎn)品，一定需要兼顧舊產(chǎn)品的功能，并在對之進(jìn)行發(fā)展，開展出新功能，使用聲波技術(shù)在探測上，可以完成基礎(chǔ)路況的探測，聲波技術(shù)可以通過不同的頻率反饋出前方障礙物的材質(zhì)等因素，這樣遇到一些危險場所，高溫，高壓，電流等意外情況也可以探測出，及時示警，有效的減少意外情況的發(fā)生。而在人多的場合，通過聲波技術(shù)，也可以避免造成別人的困擾，不會誤觸到別人，這樣就更加便攜。解決的使用上的問題，警示問題也不可缺少，盲人手杖的基本功能就包括，提醒周圍的人，這個人是需要幫助的。最后的問題就在于信息的傳遞，通過震動或者聲音，是一個比較好的方式，通過不同鍵位的震動表示不同的路況，或者通過聲音的提示，也可以完成信息的傳遞。

5 總結(jié)

將聲波技術(shù)應(yīng)用到盲人手杖上，可以很大程度上解決盲人出行的一些基本問題，通過聲波的探測與手杖的震動或者聲音的提示，可以提醒盲人出行路況具體信息，提高出行安全程度。相比于導(dǎo)盲犬或者現(xiàn)有的盲人手杖，新型手杖的優(yōu)勢就更加明顯，功能強(qiáng)于現(xiàn)有的盲人手杖，便攜度也高于導(dǎo)盲犬。

[1]寇樹芳,武帥.無障礙設(shè)計中的盲人用戶產(chǎn)品研究[J].科教導(dǎo)刊(上旬刊),2013(07):171-172.

[2]于洋,鄒杰,王蓉暉.盲人手杖使用的調(diào)查[J].民營科技,2016(12):205.