浙大發明神奇導盲眼鏡 或將改變盲人的人生

2021-12-28 央視網

在盲人的世界,一切都堙沒在黑暗裡。他們除了在最最熟悉的環境之外,如果沒有人、導盲犬的幫助,將寸步難行。

可這一切或許很快將成為歷史。浙江大學科研團隊正在研發一項適合盲人、視障病人佩戴的眼鏡。戴上它,就像擁有了美國電影《超膽俠》男主角一樣的能力,能感知到身邊的桌子、椅子、紅綠燈、來往的車輛。

「目前,眼鏡還在不斷迭代中,已經加入了導航功能,接下來還會加入人臉識別功能,佩戴者甚至能知道站在面前的人是誰。」團隊成員之一、浙江大學工研院康復工程研發中心主任、浙江大學醫學院康復醫學研究中心主任陳作兵說。

這副神奇的眼鏡,是怎麼讓盲人「看得見」的?

記者閉目體驗

這副眼鏡的「學名」叫「盲人視覺輔助眼鏡」,簡單來說就是通過攝像頭搜集周邊信息,再轉化成音頻信號,告訴佩戴者身邊的情況。

在浙大一院城站院區的康復科,記者佩戴體驗了這副「盲人視覺輔助眼鏡」。

粗看之下,它和谷歌眼鏡的造型有些相似,鏡片上方鏡架包含了微型攝像頭。一根數據線連接著煙盒大小的主機,攝像頭拍攝到的信息會傳送到這裡進行處理。

和普通眼鏡最大的不同,就體現在眼鏡腳處,這裡兩個突出部位緊挨著耳朵前幾毫米的部位。「提示音就是從這裡,通過骨傳導,讓佩戴者感知到的。」陳作兵介紹說。

戴上眼鏡後,記者就感覺到大腦內有一種類似於電流噪聲的聲音,這就是主機處理了周邊信息後,給記者傳達的提示音。

記者閉上眼睛坐在桌子前,當面前放著一隻杯子時,聲音的聲調就變高了,即便沒有看過使用說明,記者也能很清楚地知道:前面有一個東西。

再把杯子放遠半米左右,聲音就小了一些,這很容易理解:東西在更遠的地方。

當記者站在空蕩蕩的走廊時,腦海中的聲音變成了清脆的走路聲,意味著這裡沒有障礙適合行走。

當記者來到樓梯前,又出現了踏樓梯的聲音。

同樣在走廊裡,腦海中類似電流噪聲的提示聲音從小變大,而耳朵同樣能清晰聽到外部環境裡的走路聲,可以判斷出一個人正迎面而來。

只試戴了十幾分鐘,記者就能明顯感受到這款眼鏡的方便之處。「一般的盲人、視障病人練習兩三天,就能熟練掌握不同聲調、頻率的提示音代表周圍物品的遠近了。」浙大一院康復科康復工程負責人、浙江大學工研院康復工程研發中心秘書戚斌傑說。

從0.5米縮短到48毫米。

在國內,這是第一款適用於盲人的輔助眼鏡,紅外雙目相機和主機是它的核心。通過雙目相機和毫米波雷達獲取周圍環境的立體信息,比如障礙物的距離、方位以及大小等,主機則針對不同的場景,反饋不同的聲音。

比如它怎麼識別路面?用專業的說法表述,就是基於紅外雙目相機,在自然光和結構光的輔助下,進行大尺度立體匹配和彩色圖引導濾波,補全深度圖。利用隨機採樣一致性、表面法向量估計和種子區域生長等算法檢出地面區域,並映射到立體聲音。

這類似於自動駕駛技術。自動駕駛同樣由攝像頭收集信息,主機做出判斷,再控制汽車的加速、剎車、轉向等,而這款眼鏡是在煙盒大小的主機裡完成類似的識別工作,再將它們轉化成聲音提醒佩戴者。

這些提示音通過骨傳導,佩戴者能輕易分辨出來自周圍環境的聲音以及顱內接收到的提示音。盲人、視障病人雖然眼睛看不見,但他們的聽覺往往更敏銳,掌握提示音背後的信息對他們來說更方便。

研發過程可並不一帆風順,在研發過程中,團隊被近距離障礙物預警所限制。當障礙物越來越近,低於0.5米時,一般的傳感器就沒法獲取這部分距離。

這短短的0.5米卻是盲人最緊張的距離。

為了解決這一技術難題,團隊在近距離盲區內補充了三維信息,傳感器的最近檢測距離從0.5米降低到48毫米。

據悉,浙大一院康復科為盲人、視障病人提供眼鏡的試戴。至今,已有上千盲人試用過,其中超過80%的人表示滿意,認為非常方便。

使用者的反饋信息幫助眼鏡不斷迭代。

「女性盲人、視障病人提出最集中的意見,是它不太好看。」戚斌傑說,眼鏡酷酷的外形充滿科技感,可當有人戴著它上街時,路人總要忍不住多看幾眼。「她們比較在意自己的盲人身份,不希望被太多人注意到。」

另外,當佩戴者站在人來人往的擁擠街頭時,嘈雜的提示音會讓佩戴者不知所措,該怎麼區分複雜環境下的提示,也是研究團隊接下來的重點。

「雖然現在戴著它上街沒有問題,但我們也並不鼓勵所有佩戴者這樣做。」戚斌傑舉例道,當一個足球向佩戴者飛來時,提示音的音量從小變大,可這沒法讓佩戴者躲開足球。

逐步迭代的眼鏡在去年的中國青年網際網路創業大賽上拿到了總冠軍,目前市場售價4000多元一套。

編輯:紫曦   責任編輯:張雯

來源:浙江新聞

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