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是这些技术让残疾人都能享有无障碍性

2022-05-25 09:24:52 Nordic Semiconductor 阅读:
每四人当中就有一人受到残疾困扰,无线通信技术帮助残障人士都能拥有充满机会的包容性未来。

根据希腊神话,赫菲斯托斯负责为众神灵打造神器,包括阿基利斯的盾牌、赫尔莫斯的带翼凉鞋和阿波罗的黄金战车,因此成为广为人知的“技术之神”,而他也是唯一患有残疾的神明。uB9ednc

加拿大裔美国作家Saul Bellow表示:“赫菲斯托斯能制造巧妙的神器,也许并非偶然。”没有其他人能像赫菲斯托斯那样设计出克服障碍的创造性工具,这种必要性在很大程度上是他的发明之源。毕竟,有谁比他更合适这项工作呢?残障人士利用并改良新的技术,能够比大多数人受惠更多,因此是最理想的初期使用者。uB9ednc

美国纽约罗切斯特理工学院计算和信息科学学系两位助理教授Kristen Shinohara和Garreth Tigwell指出:“虽然设计者认识到技术交互给残疾人士带来的优势,但最有深度的见解可能还是来自残疾人士本身。无论设计者从研究残障用户的行为偏好中收集多少同理心概念和想法,都不能取代真正使用它的人。”或者,正如微软公司无障碍团队(主要由残障人士组成)所说的那样:“如果没有我们的参与,请不要涉入任何有关我们的事(Do nothing about us, without us)。” uB9ednc

无论是为残疾人士设计的,还是与残疾人士共同设计的,抑或是由残疾人士所设计的,辅助技术都是令人关注的话题。自古希腊以来,这一令人关注的焦点在每一个世纪皆取得重大进展,计算机技术出现之后更是突飞猛进。事实上,现在有许多日常解决方案最初都是为残疾人士所开发的技术演变而来的。打字机、语音识别解决方案、摄影机和汽车中使用的眼球追踪技术,甚至是Segway两轮平衡电动车,均是受到残疾人士的启发,并且在此后有数百万计消费者因此受益,远远超过了最初的设想。如果贝尔(Alexander Graham Bell)母亲的听力没有受损,那就不会有毕生致力于支持聋哑人士的工作,可能他也就永远都不会发明出“电子语音器”,即电话机原型。uB9ednc

如果我们整体社会普遍认为科技是好事,那么无论是为谁而设计,优良技术的一项特点就是无障碍使用,尤其是在显著改善残疾人士的生活方面。而且,在这方面,我们现在正在走向贝尔、甚至是赫菲斯托斯都无法想象的美好未来。uB9ednc

人人都能享有无障碍性

无障碍性是针对残疾人士设计使用的技术受到广泛采用的术语,从道德责任的标准来衡量,亦即“这样做就对了”,它是参与社会的根本。从智能手机面世以来尤其如此。或许真是如此,然而,微软作为在无障碍性和包容性方面拥有良好纪录的企业,其总裁Brad Smith认为这种说法并未抓住重点。Smith表示:“在某些时候,我们大多数人都可能会面临某种类型的暂时性、情境性或永久性残疾。”事实上,美国疾病控制与预防中心(CDC)的最新数据显示,美国人口中有四分之一(即6100万美国人)患有残疾,而另外八分之一的人口在其工作生涯中会遭遇五年或更久时间的残障。在全球范围,则相当于存在大约20亿残障人士。考虑到衰老、视力和听力损失以及认知能力的退化等原因引发的残疾因素,我们很快就会知道,无障碍使用技术关乎到几乎所有人。uB9ednc

即使我们有幸从未受过残障疾病之苦,无障碍设计理念的技术,也几乎肯定可以使我们受益无穷。微软公司无障碍项目支持总监Anne Taylor表示:“业界有一个迷思,认为无障碍会阻碍创新,但历史发展告诉我们事实恰恰相反。无障碍创新并不仅仅用于为残疾人士设计的专门辅助技术,它们对人们创造的每项产品都极为重要……无障碍创新使得所有人士都受益。”uB9ednc

虽然许多无障碍研发主要集中在智能手机、台式计算机屏幕阅读器、网站导航和用户界面设计方面,但由于无线连接的可穿戴装置、智能家居解决方案和其他物联网连接技术快速普及,以及社群对它们越来越依赖,这促使开发人员必须确保残疾人士更广泛地参与其中。Nathan Moon和Kenneth Goughnour在Journal of Rehabilitation and Assistive Technologies Engineering(复健和辅助技术工程)杂志刊载的合作论文中指出,环境传感器、智能物品和可穿戴装置等智能互联技术是功能强大的工具,它们可以实时提供融合性和辅助性信息服务。uB9ednc

他们表示:“智能互联技术帮助建设更智能的城市和家庭-,有助于为残疾人士打造一个更加无障碍的环境。更广泛地说就是物联网,具体而言是可穿戴式装置,都可能有助于将残疾人士与他们的工作和家庭联结起来,用于进行监控、追踪、控制和连接,这反过来也会鼓励残疾人士的就业、社群参与以及个人健康和生活自理能力的独立性。”uB9ednc

他们续称:“虽然大多数可穿戴设备并未具体指定为残障辅助技术,但这些设备、传感器和支持应用仍然可以发挥辅助和增强功能,促进残疾人士的社会融入与参与度。”uB9ednc

使不可能成为可能

除了使得所有的科技都具有包容性之外,业界专门为协助残疾人士而设计的技术,也被证明同样具有力量。正如IBM国家残疾人士支持中心前成员Mary Pat Radaba所说:“对于大多数人而言,科技使得事情变得更容易。而对于残障人士而言,科技让一切成为可能。”从盲人的寻路解决方案、听损者的助听器技术,到使聋人感受音乐触动的传感器,无线技术改善人类生活的示例几乎无所不在,对于肢体异常的人士,则可以仰赖Limbitless机构设计的产品。uB9ednc

Limbitless Solutions是一家美国非营利性机构,由美国中佛罗里达大学(University of Central Florida)的毕业学生创立,他们为肢体异常的儿童设计个人化的仿生手臂。该机构的义肢利用肌电图(EMG)传感器来采集佩戴者上臂肌肉运动产生的信号,下方设有用于将义肢固定到位的插槽,因此无论儿童是否仍有肘部,均适合安装使用。人工手臂的前臂内含电池组,可为控制不同运动的马达供电,而手部单元包含用于精细控制每只手指的核心电子组件和电机。uB9ednc

这款装置内带有Nordic Semiconductor帮助设计的Insight SIP ISP1507-AX射频模块,可以通过在iOS和Android系统上运行的App,利用低功耗蓝牙(Bluetooth LE)技术对手臂进行设置、调整和监控。例如,精准地确定手指产生一定力量所需的肌肉弯曲程度。Limeitless Solutions研发主管John Sparkman表示,他们的目标是促使仿生手臂尽可能达到轻巧、舒适且易于使用。在这个方面,微型低功耗蓝牙模块完全符合设计理念。uB9ednc

Limbitless开发了一些游戏来帮助儿童控制仿生手臂,目的是让他们饶有兴趣地学习使用新手臂并深受吸引,且不会觉得沉闷沮丧。低功耗蓝牙连接使得PC或平板计算机能够充当无线游戏控制器,采用经典的升级模式,从简单的手势开始,例如打开及闭合手掌,然后继续进行更复杂的操作。Limbitless Solutions执行董事Albert Manero表示:“肢体异常的孩子经常面临挑战,我们的研究团队专注于创造新的机器人技术,使得他们的日常活动变得更加便利。让父母能够通过低功耗蓝牙技术轻松校准和调整仿生手臂,从而极大地改善他们的体验。”uB9ednc

连接的世界

另一家努力造福残疾人士的企业是位于美国俄亥俄州的EMG设备开发商Control Bionics。该公司的可穿戴辅助技术装置NeuroNode可以帮助处于瘫痪或失语状态患有肌萎缩侧索硬化症(ALS)(又称为运动神经元疾病(MND))的人士提供与家人、朋友、护理人员和临床医生交流的能力。在初期发展阶段,已故著名理论物理学家霍金(Stephen Hawking)测试了这项技术,并向开发人员提供了反馈。uB9ednc

NeuroNode这种小型非侵入式传感器安装在挑选作为“开关”的肌肉上方。当使用者试图移动那块肌肉时,即使没有肉眼可见的肌肉运动,NeuroNode也会破译从大脑发送到肌肉的信号,并使用这些信号来控制用户的配对计算机、平板计算机或智能手机,这项功能基本上相当于采用Nordic Semiconductor nRF52832 SoC以实现低功耗蓝牙无线连接的无线键盘。残疾人士使用NeuroNode可以收发电子邮件与短信、玩游戏、使用社交媒体,观看和下载网络娱乐内容,以及使用环境控制系统和操作其他的外部装置。uB9ednc

科技也在逐渐改变视障者的生活。近年来,人们利用计算机视觉、增强现实、RFID和无线光纤通信等技术,开发了寻路(wayfinding)和室内导航解决方案。卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)认知辅助实验室开发的NagCog,可能是致力于为视障者实施导航系统的最知名项目。uB9ednc

NavCog结合使用低功耗蓝牙信标和可以在智能手机iOS系统上运行的App,帮助人们在丧失视觉功能的情况下探索世界,尤其是在机场或医院等大型复杂环境中。信标部署在整个设施环境的网格中,各个信标彼此距离5到10米,通过接收信号强度指示(RSSI)功能,可以大致定位用户智能手机的位置。uB9ednc

用户使用语音识别功能输入目的地,NagCog通过App在每次转弯时提供音频引导,直到用户达到目的地。在蓝牙核心规范5.1版本中加入的蓝牙测向功能,使这类解决方案能够帮助天线在接收(到达角)或发射(离开角)射频信号时根据产生的角度相位变化,进一步提高定位精度。通过在通信链路两侧使用天线阵列,可以确定相移数据,并据此计算出精确位置。uB9ednc

另一项创新发明是D.O.T盲文智能手表,可以帮助视障者进行与非视障者相同的正常活动。这款产品是由韩国智能科技公司D.O.T推出的,这款手表的电动电池可以为盲文显示屏供电。通过与智能手机搭配使用,部分视力障碍者或者盲人用户不仅可以知道时间和日期,还可以接听或拒绝来电,并通过手表表盘上的四个盲文单元格(24个凸点)显示器查看短信等通知。用户还可以利用两个触控传感器来滚动浏览和阅读每个通知,还可以使用另外两个按钮和表冠转盘操作各种功能。uB9ednc

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1Dot Watch盲文智能手表使用电动单元帮助实现可刷新的盲文显示器。uB9ednc

满足全世界的需求

不仅视力障碍会影响运动、语言、情感、社交和认知发展,听力损失也会产生同样严重的后果。根据世界卫生组织(WHO)数据,全世界约有3.6亿人口(占全球人口5%以上)有损失听力的障碍。世卫组织估计,未解决的听力损失相当于全世界每年产生9,800亿美元的成本,这还不包括听力设备的成本在内。因此,这项能够帮助到残疾人的技术不仅可以满足巨大的社会需求,还有利于经济。uB9ednc

助听器科技的发展需要很长时间。不过,2014年业界推出采用低功耗蓝牙技术的助听器产品,加之去年发布了蓝牙5.2核心规范的LE Audio规格,有望将助听技术提升到全新的水平。uB9ednc

欧洲助听器制造商协会(EHIMA)秘书长Stefan Zimmer表示:“LE Audio音频规格的应用将是促进助听器和植入式听力器材-最重大的进展。EHIMA工程师贡献专业知识以改善听音体验,尤其是针对听障人士。因此,在数年之内,大多数新的手机和电视产品将同样可供听力受损的用户使用。”uB9ednc

虽然LE Audio仍处于起步阶段,但早自15年前,助听器发展就已日新月异。全球听力装置制造商Oticon Hearing在今年早些时候发布的Oticon More装置,据称是世界上第一款配备深度神经网络(Deep Neural Network)芯片的助听器。该产品模仿了大脑的工作方式并能精细地识别声音,评判实际状况下的理想声音状态,从而能够在清晰、完整和平衡的声音场景中呈现更自然的声音。uB9ednc

这款助听器可以执行先进的DSP算法和随时开启的声音处理功能,并结合Zephyr RTOS以管理低功耗蓝牙连接,该低功耗蓝牙控制器是与Nordic密切合作开发的。Oticon固件开发人员兼Zephyr技术指导委员会成员Asger Munk Nielsen表示:“连接性已经成为Oticon产品不可或缺的部分。在直接与智能手机、电视和教室里的麦克风相连接后,大幅改善了助听器用户与周围世界的互动。”uB9ednc

这肯定是所有辅助技术的发展目标:为残疾人士提供与周遭世界的无障碍接触,以及让他们与非残疾人士平等地参与生活的方方面面。uB9ednc

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2NeuroNode解释从大脑发送到肌肉的信号,并使用这些EMG信号来控制用户的配对设备。uB9ednc

责编:Franklin
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