سیستم واقعیت مجازی: راهکاری نوین برای کمک به نابینایان

امید جدید برای افراد نابینا و کم‌بینا با سیستم ناوبری نوآورانه

یک مطالعه جدید امیدی را برای افرادی که نابینا یا کم‌بین هستند (pBLV) ارائه می‌دهد، از طریق یک سیستم ناوبری نوآورانه که با استفاده از واقعیت مجازی آزمایش شده است. این سیستم که ترکیبی از بازخورد لرزشی و صوتی است، هدفش کمک به کاربران برای ناوبری در محیط‌های پیچیده واقعی به‌صورت ایمن‌تر و مؤثرتر می‌باشد. این تحقیق از دانشگاه NYU Tandon School of Engineering، که در نشریه JMIR Rehabilitation and Assistive Technology منتشر شده، پیشرفت‌هایی را در کار جان-راس ریزو، مائوریتزیو پورفیری و همکارانشان به سوی توسعه یک سیستم پوشیدنی بی‌نظیر برای کمک به pBLV در ناوبری مستقل از محیطشان نشان می‌دهد.

فابیانا سوفیا ریچی، نویسنده اصلی مقاله و دانشجوی دکتری در دپارتمان مهندسی پزشکی (BME) دانشگاه NYU Tandon و مرکز علوم شهری و پیشرفت (CUSP) این دانشگاه، گفت: “وسایل کمک حرکتی سنتی محدودیت‌های کلیدی دارند که ما می‌خواهیم برطرف کنیم.” او افزود: “عصاهای سفیدی که فقط از طریق تماس اشیاء را شناسایی می‌کنند، موانع خارج از محدوده خود را شناسایی نمی‌کنند، در حالی که سگ‌های راهنما نیاز به آموزش گسترده دارند و هزینه‌بر هستند. به همین دلیل، تنها ۲ تا ۸ درصد از آمریکایی‌های نابینا از این وسایل استفاده می‌کنند.”

در این مطالعه، تیم تحقیقاتی بازخورد لمسی قبلی سیستم مبتنی بر کوله‌پشتی را به یک کمربند مخفی با ۱۰ موتور لرزشی کوچک‌سازی کرده است. اجزای الکترونیکی کمربند، شامل یک برد مدار سفارشی و میکروکنترلر، در یک کیف کمری ساده قرار می‌گیرند که این یک گام حیاتی به سوی عملی کردن این فناوری برای استفاده در دنیای واقعی محسوب می‌شود. این سیستم دو نوع بازخورد حسی ارائه می‌دهد: لرزش‌های کمربند مکان و نزدیکی موانع را نشان می‌دهد، در حالی که بوق‌های صوتی از طریق هدفون، به‌طور فزاینده‌ای با نزدیک شدن کاربران به موانع در مسیرشان، بیشتر می‌شوند.

ریز، که استاد یار در دپارتمان BME دانشگاه NYU Tandon، معاون مدیر دانشگاه NYU WIRELESS، و استاد وابسته در CUSP و دپارتمان پزشکی توانبخشی در دانشکده پزشکی گروسمن دانشگاه NYU است، گفت: “ما می‌خواهیم به نقطه‌ای برسیم که فناوری‌ای که می‌سازیم سبک، عمدتاً نامرئی و دارای تمام عملکردهای لازم برای ناوبری مؤثر و ایمن باشد.” او افزوده است: “هدف این است که چیزی باشد که بتوان آن را با هر نوع لباسی پوشید، به‌طوری که افراد به هیچ وجه از فناوری مزاحمت نداشته باشند.”

آزمایش فناوری واقعیت مجازی برای افراد دارای بینایی محدود

محققان با جذب ۷۲ شرکت‌کننده با بینایی نرمال، فناوری را آزمایش کردند. این افراد در حین گشت و گذار در Media Commons دانشگاه نیویورک واقع در خیابان ۳۷۰ جِی بروکلین، از هدست‌های واقعیت مجازی Meta Quest 2 و کمربندهای بازخورد لمسی استفاده کردند. این اتاق خالی تنها دارای پرده‌های جانبی بود. از طریق هدست‌های خود، شرکت‌کنندگان یک ایستگاه مترو مجازی را تجربه کردند که به‌گونه‌ای طراحی شده بود که فردی با گلوکوم پیشرفته آن را ببیند؛ با دید محیطی کاهش‌یافته، جزئیات مبهم و درک رنگ‌های تغییر یافته. این محیط که با نرم‌افزار بازی Unity ایجاد شده بود، ابعاد دقیق اتاق را منعکس می‌کرد و به تیم اجازه می‌داد تا تعیین کنند شرکت‌کنندگان چگونه می‌توانند با استفاده از لرزش‌های کمربند و بازخورد صوتی، در شرایط بینایی محدود حرکت کنند.

پورفیری، نویسنده ارشد مقاله و مدیر CUSP و استاد مؤسسه در دپارتمان‌های مهندسی پزشکی و مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه نیویورک، می‌گوید: “ما با متخصصان حرکتی و چشم‌پزشکان دانشگاه نیویورک لانگون همکاری کردیم تا شبیه‌سازی واقعیت مجازی را به‌طور دقیق برای بازآفرینی علائم گلوکوم پیشرفته طراحی کنیم.” او ادامه می‌دهد: “در این محیط، چالش‌های رایج حمل و نقل که افراد دارای بینایی محدود به‌طور روزانه با آن‌ها مواجه می‌شوند را گنجاندیم؛ از جمله آسانسورهای خراب، مناطق ساختمانی، ترافیک عابران و موانع غیرمنتظره.”

نتایج نشان داد که بازخورد لمسی به‌طور قابل‌توجهی برخورد با موانع را کاهش داد، در حالی که نشانه‌های صوتی به کاربران کمک کرد تا به‌طور روان‌تری در فضا حرکت کنند. مطالعات آینده شامل افرادی با از دست دادن واقعی بینایی خواهد بود. این فناوری به عملکرد Commute Booster، یک اپلیکیشن موبایل که توسط تیمی به رهبری ریزو در حال توسعه است، کمک می‌کند تا راهنمایی‌های ناوبری برای افراد با بینایی محدود در ایستگاه‌های مترو فراهم کند. Commute Booster “تابلوهای ایستگاه را می‌خواند و به کاربران می‌گوید کجا بروند”، در حالی که کمربند لمسی می‌تواند به این کاربران کمک کند تا از موانع در مسیر خود اجتناب کنند.

در دسامبر ۲۰۲۳، بنیاد ملی علوم (NSF) به ریزو، پورفیری و تیمی از همکاران دانشگاه نیویورک، یک کمک‌هزینه ۵ میلیون دلاری از طریق Convergence Accelerator اعطا کرد. این برنامه به حمایت از توسعه فناوری‌های کمکی و توانبخشی اختصاص دارد. این کمک‌هزینه، به همراه سایر کمک‌هزینه‌های NSF، به تأمین مالی این تحقیق و همچنین حمایت از توسعه Commute Booster کمک کرده است. علاوه بر ریچی، ریزو و پورفیری، لورنزو لیگوری و ادواردو پالمرو نیز نویسندگان این مقاله هستند که هر دو از دپارتمان مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه ساپینزا رم، ایتالیا هستند.