在美国,大约有840万人患有各种形式的眼部疾病。如果放眼整个时间,这个数字足足有2.53亿人次,甚至比巴西的总人口还要多。我们能通过技术手段来帮助这些人吗?
当然可以,科技在进步,不仅造福普通人,也造福各种需要帮助的人。下面就是六种可以帮助视力受损者的新技术。
增强现实的力量
当人们谈论增强现实(AR)技术的可能性时,大家首先想到的都是零售应用和游戏领域,但你知道吗,通过增强现实技术帮助那些在法律上失明或视力受损的人,可能会大大改变他们的生活。
考虑到这一点来自牛津大学的神经科学及视觉假肢研究员Stephen Hicks 就为盲人干了一件大事。Stephen Hicks在英国皇家盲人协会的支持下,带领团队做了为期5年的研究,并带来了Oxsight这项可以让视障人士“看清”四周危机的研究成果。
Oxsight 借助佩戴的3D摄像机捕捉周围环境中的物体和距离,再通过计算机图形技术和AR技术对这些信息重新处理,并以不同的方式呈现物体距离的远近。转换成适合视障人士剩余视力能感知到的图像和视觉信息。让佩戴者能够清晰的判断物体的距离。
Oxsight是团队出于对视障人士需求的不同而研发出的产品,内含的组件功能也有所不同。首先就是他的3D摄像机,融合了颜色相机以及深度相机,增强邻近物体的图像区分,并且大大提高了夜间可视性。其次是采用了爱普生的微型投影仪,将处理后的图像传输到透明件片中,而透明镜片的透明性也让佩戴者在看到增强过的图像的同时,也可以观察真实的视界。
贴眼镜片和墨镜片则负责改善佩戴者的视力情况和日间炫光。硬件功能方面的多样性保证了软件算法的功能的全面。并且创始人Stephen Hicks是牛津大学视觉神经以及视觉假肢方面的专家,可以直击视障群众痛点,了解视障患者的临床表现,从而对症下药。
盲文的进步
麻省理工学院工程系的六名本科生研发出一款可携带的盲文翻译器Tactile,能够将印刷文本内容实时翻译成盲文。
这一产品的原型创造于2016年初,在一次限时15个小时的设计“马拉松”大赛中设计完成。比赛期间,参赛团队必须从无到有,用3D打印机和激光切割机做出产品原型。此后,这款被称为Tactile的产品经过了大量的改进。现在它的大小和一条巧克力差不多,完全便携。
Tactile与其他的盲文翻译器相比有何不同呢?答案很简单,价格。大多数盲文翻译器都很昂贵,而且仅限于翻译电子文本。比如,一款名为HumanWare Braillant的盲文翻译器,连接电脑或移动设备后,才能将文本内容翻译成盲文,其售价高达2595美元。相较之下,Tactile的研发团队则希望它的售价在200美元以下。
室内导航
加州理工学院的一个研究团队,开发出了一种基于微软HoloLens头显的混合现实应用,它可以利用设备对现实环境的空间描绘及感知能力,加上内置的语音提示功能,帮助视障人士完成室内导航。研究人员邀请了7位视障人士来参与项目的测试。
当测试者行进的路线中并没有什么阻碍时,设备会不间断地用语音提示“跟着我”,指示用户前进。而当设备检测到前方(大约是一米开外)出现障碍——比如转角、楼梯时,系统便会根据实际情况进行提示“上楼梯”、“向右转”等等。
从测试结果来看,七位测试者中仅有一位中途“脱轨”,其余六人都在第一次尝试中便顺利走完全程。可以说,无论是系统的空间建模能力,还是它对于场景的实时提示、准确率都不错。
不过,由于技术方面的限制,如果想要提高系统导航的准确度,需要提前对场景和路线进行全面扫描;其他人突然出现在盲人用户的行进路线,系统将来不及监测和作出反应。
盲文替代品
由法国人Louis Braille发明的布莱叶点字法是世界范围内最流行的盲文系统,布莱叶也成为了盲文的代名词。该盲文系统能够表达 64 种让人感触的字符,用来对应字母、数字、标点等。布莱叶点字法几乎适用于所有已知语言。不过,Quarz 近日的一篇文章指出,布莱叶盲文的使用情况正在减少。数据显示,美国盲人中,懂得布莱叶盲文的只有 10%。
如今越来越少的盲人使用布莱叶点字法是由多种因素造成的。就布莱叶点字法本身的特点来看,它需要的学习时间较长,公益组织National Federation of the Blind提供的盲文课程中,一门课需要六到九个月的学习时间。学校里专门教授布莱叶点字法的老师也越来越稀缺。
几个月前,Kickstarter上出现了一个为新盲文众筹的项目。名为ELIA的公益公司称研究出了一套新的盲文系统。公司称,失明的人只需要三个小时就能掌握这套名为ELIA Frames的盲文系统的方法。和布莱叶采用点字不同,ELIA Frames 是基于罗马字母改变而来,增加了人们的熟悉感。
ELIA首席执行官Andrew Chepaitis 说:“大多数会使用布莱叶点字法的盲人都是先天失明,但99%的盲人都是后来才在生活中失明的。”
根 ELIA在Kickstarter上的介绍,视力受损者的就业率为43%,而对于会使用布莱叶盲文的视力受损者,就业率提高到了85%。ELIA希望的是让更多后天失明的人掌握盲文的系统。
雷达盲人导航
芬兰VTT技术研究中心正在开发一款短程雷达可穿戴设备Guidesense,旨在通过震动和语音反馈来指导视觉障碍人士进行户外活动。
Guidesense工作原理基于一种名为“短距离毫米波感应”的微型雷达阵列,该技术被广泛运用于自动驾驶汽车中,可用于检测周边建筑物(障碍物)。类似于心率检测设备,用户只需将Guidesense佩戴到胸前就即可使用。当然,在精确度方面,Guidesense还有所缺失,并不能识别细枝以及灌木。
其实,为盲人提供导航的智能设备有很多,Sentiri就是一款利用触觉反馈来为盲人提供方向指引的头戴式智能设备。不过,Guidesense与他们相比,还是具有以下的优势。
首先,它的佩戴方式更加的低调。Guidesense的运作基于无线电技术,传输信号可以穿透普通的衣服,这也就意味着,它能够隐藏在外套之下。这和智能导航拐杖、导盲犬等工具有着很大的不同。另外,雷达技术适应的环境更加广泛。无论是在大雾、雨雪、烟雾、黑暗等环境下,Guidesense都能保持正常的工作。
最后,其精准度也相当的可观。芬兰国家福利和卫生监督局批准的临床测试中发现,25名视力受损的测试对象中,有92%的患者表示Guidesense能有效帮助他们感知周围环境。
仿生眼和3D生物打印
这个列表上的所有选项都很好地展示了可以帮助人们解决视觉障碍的技术。但是,如果真的可以用技术来恢复一个人的视力呢?事实上,这个想法越来越接近现实。
例如今年早些时候,英国的研究人员。纽卡斯尔大学将干细胞与海藻分子混合在一起,创造出一种生物墨水,用3d打印出人造角膜。该技术使用简单的低成本生物3D打印机,生物墨水在不到10分钟的时间里在同心圆中被挤出形成人类角膜的形状。
然后显示干细胞生长。该团队还表明,他们可以通过扫描眼睛来搭建角膜以符合患者的独特要求。然后,他们可以使用这些数据快速3D打印符合尺寸和形状的角膜。
在另一项研究中, VisionCare公司开发了一种可植入微型望远镜,可以取代眼球的常规镜头恢复病人视力的部分。这种装置能够能将进入眼球的视觉信息放 大三倍。更重要的是,它能接收射入眼睛的光线,并将光线折射到视网膜上某个还未发生病变的地方(即某个非黄斑区域)。因此,我们现在可以通过视网膜上一些 通常用于提供余光的区域来获取视力,而不用依靠发生变性的黄斑来利用和转化光学信息。
但是这种装置只能植入其中一只眼睛。之所以放弃对其中一只眼睛的治疗,主要是因为一旦这种望远镜植入体进入眼球之后,那么患者的那只眼睛将不再拥有足够的余光了。
尽管这两种技术在生命周期中仍处于早期阶段,但它们暗示,对于视力障碍患者而言,下一波科技浪潮可能比当前的选择更具变革性。
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