خبر خوش برای نابینایان: سیستم جهت‌یابی نوآورانه با واقعیت مجازی امید می‌آورد

امید تازه برای عزیزان کم‌بینا و نابینا با سیستم جهت‌یابی نوین

یک پژوهش تازه، بارقه‌هایی از امید را برای افراد دارای اختلالات بینایی (pBLV) به ارمغان آورده است. این امیدواری، از طریق یک سیستم جهت‌یابی خلاقانه که با استفاده از واقعیت مجازی آزمایش شده، حاصل شده است. این سیستم، که از ترکیب بازخورد لرزشی و صوتی بهره می‌برد، هدفش یاری رساندن به کاربران در جهت‌یابی ایمن‌تر و مؤثرتر در محیط‌های پیچیده و واقعی است. این تحقیق، که توسط دانشکده مهندسی تاندون دانشگاه نیویورک (NYU Tandon) انجام شده و در نشریه JMIR Rehabilitation and Assistive Technology منتشر شده، پیشرفت‌های قابل توجهی در کار جان-راس ریزو، مائوریتزیو پورفیری و همکارانشان در جهت توسعه یک سیستم پوشیدنی منحصربه‌فرد برای کمک به pBLV در مسیریابی مستقل از محیط اطرافشان نشان می‌دهد.

فابیانا سوفیا ریچی، نویسنده اصلی این مقاله و دانشجوی دکترا در بخش مهندسی بیومدیکال (BME) دانشگاه تاندون نیویورک و همچنین مرکز علوم شهری و پیشرفت (CUSP) این دانشگاه، در این باره گفت: «وسایل کمک حرکتی سنتی، محدودیت‌های قابل توجهی دارند که ما قصد داریم برطرف کنیم.» او افزود: «عصاهای سفید، تنها از طریق تماس با اشیاء توانایی شناسایی آن‌ها را دارند و موانع خارج از محدوده خود را از دست می‌دهند. از طرف دیگر، سگ‌های راهنما نیاز به آموزش گسترده و زمان‌بر دارند و هزینه‌بر هستند. به همین دلیل، فقط بین ۲ تا ۸ درصد از آمریکایی‌های نابینا از این روش‌ها استفاده می‌کنند.»

در این مطالعه، تیم تحقیقاتی، بازخورد لمسی که قبلاً در سیستم مبتنی بر کوله‌پشتی خود استفاده می‌کردند، به یک کمربند کوچک و نامحسوس با ۱۰ موتور لرزشی دقیق تبدیل کردند. اجزای الکترونیکی این کمربند، شامل یک برد مدار سفارشی و یک میکروکنترلر، در یک کیف کمری ساده جای می‌گیرند که این گام، یک قدم حیاتی در جهت عملی کردن این فناوری برای استفاده در دنیای واقعی محسوب می‌شود. این سیستم، دو نوع بازخورد حسی ارائه می‌دهد: لرزش‌ها از طریق کمربند، موقعیت و نزدیکی موانع را نشان می‌دهند، در حالی که صداهای بوق که از طریق هدفون پخش می‌شوند، با نزدیک شدن کاربران به موانع در مسیرشان، شدت می‌گیرند.

ریزو، که استادیار در بخش BME دانشگاه تاندون نیویورک، معاون مدیر NYU WIRELESS، عضو هیئت علمی CUSP و همچنین استادیار در بخش پزشکی توانبخشی در دانشکده پزشکی گروسمن دانشگاه نیویورک است، می‌گوید: «ما می‌خواهیم به نقطه‌ای برسیم که فناوری‌ای که می‌سازیم، سبک، تقریباً نامرئی و دارای تمام عملکردهای لازم برای یک جهت‌یابی مؤثر و ایمن باشد.» او همچنین اضافه کرد: «هدف این است که چیزی بسازیم که بشود با هر لباسی پوشید، به طوری که افراد به هیچ وجه از این فناوری احساس ناراحتی نکنند.»

آزمایش فناوری واقعیت مجازی برای کمک به افراد با محدودیت بینایی

محققان این فناوری را با آزمایش بر روی ۷۲ نفر با دید طبیعی انجام دادند. این افراد، در حالی که در محیط Media Commons دانشگاه NYU در خیابان ۳۷۰ جی در بروکلین قدم می‌زدند، از هدست‌های واقعیت مجازی Meta Quest 2 و کمربندهای بازخورد لمسی استفاده کردند. در این آزمایش، شرکت‌کنندگان تجربه‌ای از یک ایستگاه متروی مجازی داشتند که به‌گونه‌ای طراحی شده بود که فردی با گلوکوم پیشرفته آن را ببیند؛ با دید محیطی محدود، جزئیات محو و درک رنگ‌های تغییر یافته. این محیط که با نرم‌افزار بازی Unity ایجاد شده بود، دقیقاً با ابعاد اتاق مطابقت داشت و به تیم این امکان را داد تا بررسی کنند که شرکت‌کنندگان چگونه می‌توانند با استفاده از لرزش‌های کمربند و بازخورد صوتی، در شرایط محدودیت بینایی، به خوبی حرکت کنند.

پورفیری، نویسنده ارشد این مقاله، مدیر CUSP و استاد در بخش‌های مهندسی پزشکی و مهندسی مکانیک و هوافضا در NYU Tandon، می‌گوید: «ما با متخصصان حرکتی و چشم‌پزشکان در NYU Langone همکاری کردیم تا شبیه‌سازی واقعیت مجازی را به گونه‌ای طراحی کنیم که علائم گلوکوم‌ٔ پیشرفته را با دقت بازسازی کند.» او ادامه می‌دهد: «در این محیط، چالش‌های رایج حمل و نقل که افراد دارای محدودیت بینایی به صورت روزانه با آن‌ها مواجه هستند، گنجانده شده‌است؛ از جمله آسانسورهای خراب، مناطق ساختمانی، ترافیک عابرین و موانع غیرمنتظره.»

نتایج نشان داد که بازخورد لمسی، به طور قابل توجهی برخورد با موانع را کاهش می‌دهد، در حالی که نشانه‌های صوتی به کاربران کمک می‌کند تا روان‌تر در فضا حرکت کنند. مطالعات آینده شامل افرادی خواهد بود که واقعاً بینایی خود را از دست داده‌اند. 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 محدودیت بینایی در ایستگاه‌های مترو فراهم کند. Commute Booster «علائم ایستگاه» را می‌خواند و به کاربران می‌گوید که کجا بروند، در حالی که کمربند لمسی می‌تواند به این کاربران کمک کند تا از موانع موجود در مسیر خود اجتناب کنند.

در دسامبر ۲۰۲۳، بنیاد ملی علوم (NSF) به ریزو، پورفیری و تیمی از همکاران NYU یک کمک‌هزینه ۵ میلیون دلاری از طریق برنامه Convergence Accelerator اعطا کرد. این برنامه، به توسعه فناوری‌های کمکی و توانبخشی کمک می‌کند. این کمک‌هزینه، همراه با کمک‌های دیگر NSF، این تحقیق را تأمین مالی کرده و همچنین از توسعه Commute Booster پشتیبانی می‌کند. علاوه بر ریچی، ریزو و پورفیری، لورنتزو لیگوری و ادواردو پالمرو نیز از نویسندگان این مقاله هستند که هر دو از بخش مهندسی مکانیک و هوافضای دانشگاه ساپینزا رم، ایتالیا می‌باشند.