盲人智能拐杖產(chǎn)品市場與設(shè)計(jì)趨勢探研

劉北北 楊子倩

摘要：為了深入探究盲人智能拐杖產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀，本文首先對(duì)國內(nèi)外智能拐杖產(chǎn)品市場的代表產(chǎn)品進(jìn)行分析，論述國內(nèi)外智能拐杖產(chǎn)品市場現(xiàn)狀，然后闡述盲人智能拐杖產(chǎn)品的適宜尺度，最后提出盲人智能拐杖產(chǎn)品未來的發(fā)展趨勢，從功能性和技術(shù)性角度對(duì)盲人智能拐杖產(chǎn)品的發(fā)展創(chuàng)新作出展望。

關(guān)鍵詞：智能拐杖;盲人群體;市場研究;設(shè)計(jì)趨勢

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2021）12-0-02

0 引言

我國盲人的數(shù)量較多，對(duì)于盲人群體來說，導(dǎo)盲拐杖是他們出行時(shí)代替眼睛用于觀察路面和探測危險(xiǎn)的重要工具。市場上銷售的原始的拐棍類拐杖功能單一，不能很好地幫助盲人，并且隨著我國盲人數(shù)量逐年增多、城市化進(jìn)程不斷加快，城市道路環(huán)境反復(fù)修繕愈加復(fù)雜曲折，簡單的拐棍類拐杖不適用于復(fù)雜的路況，由此，盲人智能拐杖能夠滿足盲人安全快速融入公共出行生活的迫切需求。

1 我國盲人智能拐杖產(chǎn)品市場現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)現(xiàn)有智能拐杖產(chǎn)品調(diào)研

在國內(nèi)通過銷售渠道可購買的盲人智能拐杖種類較少，CONNOLLY康諾利老人智能拐杖可作為一個(gè)參考，其價(jià)格在100～200元之間，同時(shí)主打八大功能，分別是：LED照明手電筒，可調(diào)節(jié)遠(yuǎn)近燈光;可以多檔調(diào)節(jié)的高低尺寸，滿足不同身高盲人的需求;防滑腳幫助穩(wěn)固，防滑減震;報(bào)警和閃燈警示，在緊急情況下可向警察和家人發(fā)送幫助請(qǐng)求;FM收音機(jī)，可收聽廣播;插卡MP3，能下載音樂;鋰電池充電后擁有較長的待機(jī)時(shí)間，兩個(gè)小時(shí)蓄電后就可以使用12個(gè)小時(shí)。

國內(nèi)目前有一些以5G技術(shù)為支撐的智能盲杖設(shè)計(jì)展現(xiàn)出獨(dú)有的優(yōu)勢，但還沒有推入市場。以浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)研究的“基于5G技術(shù)的‘重明智能盲杖設(shè)計(jì)”這一產(chǎn)品為例，它主要希望通過5G智能技術(shù)解決視障人群的出行問題。通過盲杖硬件本身與智能手機(jī)的軟件相互結(jié)合，更好地向盲人提供道路信息，讓人能夠及時(shí)避開障礙物，安全出行。全景相機(jī)將隨時(shí)記錄附近的圖像信息，實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫颂幚砥?，?jīng)過掃描和分析，識(shí)別當(dāng)前道路情況，再通過語音幫助盲人安全出行。5G、全景攝像結(jié)合的方法能夠免去笨重的處理結(jié)構(gòu)，從而減少產(chǎn)品的重量和體積，云端計(jì)算的方法也能讓這一產(chǎn)品更可靠[1]。

1.2 國內(nèi)盲人智能拐杖市場現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)在智能拐杖方面取得的實(shí)質(zhì)性成果還較少，市場上的盲用拐杖依舊停留在傳統(tǒng)的盲杖功能上。實(shí)際上，國內(nèi)在智能拐杖方面也有不少的創(chuàng)新，但由于技術(shù)不成熟、成本難以控制等，在產(chǎn)品的市場化過程中出現(xiàn)了一些問題，導(dǎo)致國內(nèi)市場并未出現(xiàn)成熟的智能拐杖產(chǎn)品[2]。

市面上可供選擇的盲人拐杖非常少。通過實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，使用傳統(tǒng)盲杖的盲人占盲人群體的大部分，有三分之一的盲人甚至不使用盲杖，因?yàn)樗麄儙缀醪怀鲩T，或只在有家人陪同的情況下出門。很大原因在于大部分盲人直接使用的是政府、殘聯(lián)或街道資助的傳統(tǒng)盲杖，會(huì)自己挑選購買盲杖的盲人只占小部分。

我國盲杖一般在醫(yī)療器材店銷售，藥店里很少會(huì)有盲杖，一般的大型商場更是難以找到，由此購買渠道少。同時(shí)盲杖相關(guān)產(chǎn)品選擇少，市面上的盲杖產(chǎn)品基本上大同小異，只是在材質(zhì)便攜性上有所不同。智能電子類的盲杖在各類電商渠道的售賣價(jià)大概在1000元左右，這個(gè)價(jià)格對(duì)于盲人群體而言過于昂貴，因此電商渠道的智能盲杖銷量都很低。

目前市面上的普通盲杖對(duì)于盲人而言有一定輔助出門的作用，但相關(guān)作用還是太少。傳統(tǒng)盲杖的功能過于單一，只具有通過擺動(dòng)輔助使用者探查前面道路障礙物的功能，而這樣單一有限的功能其實(shí)并不能滿足盲人在現(xiàn)實(shí)出行中的需求。例如，使用傳統(tǒng)盲杖，盲人可以避開盲杖可觸碰范圍的障礙物，但對(duì)于身體上半部分的障礙物卻無法躲避，很多盲人撞傷頭部就是因?yàn)檫@一點(diǎn)。但其傳統(tǒng)的普通盲杖具有成本較低的優(yōu)點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)上更能夠令盲人接受。

雖然智能拐杖產(chǎn)品研發(fā)較少，但目前市場上的拐杖產(chǎn)品許多都具備伸長和縮短的功能，增加了便攜性。例如一款鋁合金材質(zhì)的導(dǎo)盲杖，盲人通過傳統(tǒng)的敲擊擺動(dòng)等方法，就可以探知周邊環(huán)境情況，而盲杖的反光膜被汽車燈光照射可以反射關(guān)系，能夠提醒汽車避讓盲人。

值得注意的是，當(dāng)前許多智能盲杖產(chǎn)品價(jià)格偏高，但其品質(zhì)其實(shí)也還不夠好，操作按鍵部分使用工程ABS的材質(zhì)，其質(zhì)感較差、體驗(yàn)一般。此外，我國目前有關(guān)盲杖各個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)缺乏統(tǒng)一的規(guī)范。

2 國外盲人智能拐杖產(chǎn)品市場現(xiàn)狀

2.1 國外智能拐杖產(chǎn)品調(diào)研

通過對(duì)國外盲人智能拐杖市場進(jìn)行調(diào)研，選取以下兩個(gè)具有代表性的產(chǎn)品進(jìn)行解析。

智能拐杖UltraCane是2010年后獲得廣泛關(guān)注的盲用智能拐杖產(chǎn)品。UltraCane是最早使用“窄波束技術(shù)”的電子移動(dòng)輔助設(shè)備，使盲人不僅可以安全地避開障礙物，并且能夠探測盲人的前進(jìn)道路及周圍環(huán)境，從而有效地保護(hù)盲人的頭部及胸部。

UltraCane通過從兩個(gè)傳感器中發(fā)出的超聲波來檢測2～4 m內(nèi)的街道設(shè)施和其他障礙物，同時(shí)包括胸部及頭部高度前方1.5 m以內(nèi)的范圍，然后再通過手柄上的兩個(gè)振動(dòng)按鈕向用戶提供觸覺反饋。盲人可以將拇指放在按鈕上，兩個(gè)按鈕指示障礙物的方向，振動(dòng)的頻率告知盲人障礙物的距離情況。這種類型的反饋能夠刺激盲人大腦中的空間“思維導(dǎo)圖”，使盲人能夠獲取周圍環(huán)境和布局的相關(guān)信息，避開障礙物安全行走[3]。

WeWalk智能拐杖作為近年來盲人智能拐杖市場的大熱產(chǎn)品被大量報(bào)道，其官網(wǎng)上的售價(jià)為599美元（折合人民幣約為3872元），它的主要功能有辨識(shí)提示道路前方障礙物、識(shí)別道路交通信號(hào)以及藍(lán)牙操作手機(jī)等。

障礙物檢測功能指的是WeWalk在傳統(tǒng)手杖敲擊得到地面反饋的基礎(chǔ)上增加了超聲波傳感器檢測地面障礙物的功能。WeWalk智能拐杖還可以檢測到胸部上方的障礙物，如果前方有障礙物，就會(huì)通過不同方向的震動(dòng)提醒盲人注意左右方向。盲人可以通過藍(lán)牙將WeWalk智能拐杖與手機(jī)智能進(jìn)行互聯(lián)，通過WeWalk的觸摸板模擬手機(jī)屏幕進(jìn)行遙控操作，可以讓手機(jī)被放在口袋里的同時(shí)使用手機(jī)的所有功能，如電話功能。

WeWalk的導(dǎo)航選項(xiàng)可以幫助盲人探索全新體驗(yàn)，既可以讓盲人了解周圍的熱門場所，如餐館、咖啡館、商店、公交站等，也能夠接收命令進(jìn)行導(dǎo)航引路。

WeWalk的設(shè)計(jì)在符號(hào)人機(jī)工程學(xué)的基礎(chǔ)上應(yīng)用了模塊化設(shè)計(jì)的理念，功能部件可組合拆分。

2.2 盲人智能拐杖國外市場現(xiàn)狀

從20世紀(jì)開始，國外就一直在嘗試對(duì)白手杖進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，且已有超過100項(xiàng)可以檢測障礙物并具有相關(guān)電子功能的智能拐杖被發(fā)明出來。因此，國外在智能拐杖領(lǐng)域已經(jīng)有了初步的進(jìn)展，在盲用智能拐杖的產(chǎn)品研發(fā)方面也屢有突破。目前，國外的部分國家已推出很多具有創(chuàng)新性和新功能的產(chǎn)品。

一方面，設(shè)計(jì)這些智能手杖的工程師難以完全掌握盲人的行為特征和具體需求，因此，他們最終制造出的智能拐杖往往使用起來較為復(fù)雜，會(huì)干擾智能拐杖最重要的核心功能。

另一方面，我們也必須認(rèn)識(shí)到，這些新興的盲人智能拐杖產(chǎn)品還有很多局限，比如感應(yīng)范圍較小、精準(zhǔn)度不夠、把手處體積較大重量較重、耗電量快等等。同時(shí)，一些智能拐杖的價(jià)格也超出了盲人群體可以接受的范圍，例如官方售價(jià)為599美元的WeWalk智能拐杖，折合人民幣將近4000元，對(duì)許多盲人來說較為較高。

3 盲人智能拐杖產(chǎn)品具體需求

盲人由感官器官形成的感知系統(tǒng)與健全人相比較為特殊，其產(chǎn)品的適宜尺度是盲人用戶對(duì)智能拐杖產(chǎn)品最為關(guān)心的要點(diǎn)。以觸摸的尺寸為例，盲人主要通過觸摸判斷感知信息，因此是否處于觸摸范圍對(duì)于盲人的感知程度非常重要。因此，智能拐杖設(shè)計(jì)中，所有需要觸摸的部件都需要處于這一適宜的范圍，否則便會(huì)導(dǎo)致盲人觸碰困難[4]。

行走環(huán)境對(duì)于盲人使用智能拐杖產(chǎn)品的影響也較大，智能拐杖產(chǎn)品需要在不同場景下滿足用戶的生理心理需求[5]。在盲人極為熟悉的環(huán)境里，如盲人的家中，盲人無須輔助即可完成行走等活動(dòng)，這是由于他對(duì)自身所處的環(huán)境已經(jīng)有大致感知或記憶，盲人的心態(tài)上也更為放心和從容。而一旦在全新的沒有感知過的環(huán)境中，盲人在對(duì)周邊環(huán)境除了產(chǎn)生迷茫的感受之外，還會(huì)有心理上的害怕緊張等，這樣的情況下就需要盲用智能拐杖的輔助[6]。

當(dāng)盲人使用導(dǎo)盲拐杖時(shí)，會(huì)以不斷敲擊掃動(dòng)的方式探查前方的路面狀況。據(jù)相關(guān)研究顯示，90 cm是一個(gè)最合適的探查幅度。在道路上行走時(shí)，盲人會(huì)首先選擇靠邊行走，這樣能保證盲人自身的安全，同時(shí)不阻礙他人的行走，還可以用拐杖以敲擊的觸感掌握前方是否有障礙物以及前方路面是否適合行走等情況。

4 盲人智能拐杖功能性趨勢

盲人智能拐杖功能點(diǎn)可分為核心功能、附加功能、其他功能三部分。

核心功能是盲人出行時(shí)最重要最核心的功能。第一，精準(zhǔn)識(shí)別。要識(shí)別周邊環(huán)境可能存在的危險(xiǎn)、阻礙等，幫助盲人讀取交通信號(hào)等無法看到的信息，以便在沒有視覺觀察的情況下掌握周圍環(huán)境的信息。第二，導(dǎo)航避障。通過清晰明確的指引，引導(dǎo)盲人適當(dāng)?shù)匦凶呋蛲Ｖ?，到達(dá)盲人指定的目的地。第三，照明提示功能，利用燈光提示路上的其他人，幫助盲人避開行人和車輛等。

與基礎(chǔ)功能相比，附加功能對(duì)盲人智能拐杖的作用并沒有那么大，但也是盲人拐杖必不可少的功能。比如，個(gè)性化設(shè)置常用的路線、行為習(xí)慣、常去的地點(diǎn)等;掃描后把需要視力得知的信息變成聽覺上可以接受的提示，幫助盲人熟悉周邊的情況，如超市的商品信息、車站的站牌顯示等;一鍵呼叫、報(bào)警，方便盲人在突發(fā)意外情況下的求救，預(yù)設(shè)盲人的信息、家人電話等，方便在第一時(shí)間提供救助。

其他功能，如收音機(jī)、MP3音樂功能等幫助盲人娛樂，但需要考慮耗電和操作是否便捷，否則其他功能就可能成為累贅。

5 盲人智能拐杖技術(shù)性趨勢

盲人智能拐杖的核心功能點(diǎn)基于機(jī)器視覺、深度攝像頭、感測器、GPS、射頻識(shí)別、超聲波測距、激光雷達(dá)等技術(shù)的集成，智能拐杖具有精準(zhǔn)識(shí)別的功能，在這些技術(shù)支持下，檢測環(huán)境障礙并不難實(shí)現(xiàn)。所以智能拐杖可以集合目的地導(dǎo)航、障礙物規(guī)避等功能。

人們可以將更多先進(jìn)的技術(shù)融入盲人智能拐杖，例如運(yùn)用在自動(dòng)泊車領(lǐng)域的窄波束合成技術(shù)。如果將這一技術(shù)充分利用到超聲波雷達(dá)上，可以實(shí)現(xiàn)范圍更遠(yuǎn)、精度更高、速度更快的探測。

除此之外，將5G、AI處理器、云計(jì)算相結(jié)合，可以將視覺圖像轉(zhuǎn)化為語音提示，從而利用聽覺代替視覺使盲人獲得信息。這一功能需要先掃描后利用人工智能識(shí)別攝像頭指向的視覺信息，這就需要借助高效的5G實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速上傳和處理。而AI通過深度學(xué)習(xí)可以提供更人性化的功能，即個(gè)性化設(shè)置[7]。

值得期待的是，未來的邊緣計(jì)算技術(shù)可以幫助智能拐杖實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互與判斷。例如識(shí)別到交通信號(hào)燈改變，就能自動(dòng)判斷出“開始前進(jìn)”或“停止通行”。邊緣計(jì)算技術(shù)能夠?qū)嫶蟮臄?shù)據(jù)流量在終端進(jìn)行過濾分析，減少傳輸路徑和電量消耗，使數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性得以保證。邊緣計(jì)算通過無數(shù)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)指示，對(duì)智能拐杖而言簡直是如虎添翼般的存在，但這還得等待盲用設(shè)計(jì)創(chuàng)新生態(tài)的搭建、基礎(chǔ)設(shè)施的完善[8]。

6 結(jié)語

相較于功能單一的原始拐棍類拐杖，盲人智能拐杖是應(yīng)用智能技術(shù)輔助盲人安全便捷出行的重要工具?，F(xiàn)階段，國內(nèi)智能拐杖市場仍處于初步發(fā)展的狀態(tài)，對(duì)于國外創(chuàng)新性智能拐杖產(chǎn)品的研究和盲人適宜尺度的探索都將推動(dòng)國內(nèi)智能拐杖市場的發(fā)展。新的技術(shù)發(fā)展、新的功能設(shè)計(jì)考量能夠?yàn)槲磥砻と酥悄芄照鹊陌l(fā)展指引方向。

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作者簡介：劉北北（1998—），女，江蘇宿遷人，本科在讀，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

楊子倩（1984—），女，江蘇揚(yáng)州人，碩士，講師，研究方向：家具設(shè)計(jì)與理論。