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智能鞋给视障人士导航!AI实现不用眼睛也能看世界!

2021-5-19 23:54| 发布者: editor| |来自: 大数据文摘

摘要: 一年之后的现在,视障人士想要跑完马拉松,已经不需要带手机,他们需要做的,只是穿上这款特殊的鞋子。


      80个人之中,就有一个视障人士。这是中国盲人协会2019年5月的数据,也就是说,我国视障人数的数量已经增长至1731万人。随着科技和社会的发展,视障人士的出行逐渐得到了重视和保护。
      去年11月,谷歌就推出了一款应用程序Guideline,帮助视障人士参加马拉松比赛。
      据了解,这款程序能够在不联网的情况下运行,只需要使用者将其佩戴在腰间,连上耳机,程序就能通过相机镜头追踪道路上的指引线,判断使用者的位置。如果使用者在指引线左边,左边的耳机就会发出较大的声音进行提醒。
      身为盲人的Guiding Eyes for the Blind负责人Thomas Panek就利用Guideline成功完成了纽约市中央公园5公里的马拉松跑步。
      一年之后的现在,视障人士想要跑完马拉松,已经不需要带手机,他们需要做的,只是穿上这款特殊的鞋子。
      据了解,这款鞋子名为InnoMake,每只鞋的鞋尖部分都装有防水的超声波传感器,最远可以检测到4米外的障碍物。
      使用者穿上鞋子后,如果越靠近障碍物,鞋子就会发出频率更高的振动,就像汽车后部的停车传感器一样。在障碍物附近时,鞋子还会发出振动并发出声音。
      身为开发公司Tec-Innovation的创始人,Markus Raffer本身也是一名视障人士,他表示:“当靠近障碍物时,使用者会受到振动和/或声音信号警告,这非常有效。这是我的自身经验告诉我的。” 
      InnoMake目前售价2700英镑,其中包括了两个设备,一双鞋子(或安装在现有鞋子上)以及USB充电器。 
 
能给予视觉反馈给盲人的智能鞋子?下个版本还将嵌入机器学习
      根据挂网介绍,InnoMake内置的警告系统包括距离传感器,用于检测脚部运动的传感器,振动单元,超亮LED和处理单元,以及与智能手机的无线连接。
      当检测到障碍物时,警告系统会提供预选的反馈。该反馈可以是触觉的,也可以是听觉的或视觉的。振动反馈将会直接在鞋中提供,使用者可以凭借反馈感受到前方是否有障碍物。声音反馈通过智能手机提供,系统在面对障碍物时将会发出警告声,并通过耳机提醒。
      可能不少人会纳闷这个视觉反馈是怎么回事。
      这就需要配置在鞋子上的LED单元登场了,尤其是在黑暗中,LED闪烁的光能提供额外的信息帮助。
      鞋子的内置电池可通过智能控制系统毫不费力地应付日常生活,并且根据使用情况,电池可持续使用时间长达一周。
      目前,Tec-Innovation正在努力嵌入AI驱动的相机,作为产品新迭代的一部分。 
      也就是说,如今还只是InnoMake的第一个版本,科学家们目前正在研究一种集成基于摄像头的识别系统,该系统由机器学习进行驱动。
      嵌入式摄像头捕获的图像将比现在能检测出更多有关每个障碍物的具体信息。 
      TU Graz的Friedrich Fraundorfer说:“我们已经开发出了以神经网络为模型的最先进的深度学习算法,该算法在检测并解释了图像的内容之后可以做两件事。首先,该算法能够从脚的角度使用摄像机图像来确定没有障碍物的区域,其次,该算法还能对障碍物进行识别。”
      Raffer表示:“不仅要警告使用者他们正面临障碍,而且还要与其当下面临的障碍信息相关,因为墙壁、汽车和楼梯,处理的方式都有很大不同。”  
      同时,Fraundorfer说:“按照目前的情况,只有穿鞋者才能从鞋子走路时收集的数据中受益。” 
      如果这些数据也可以作为导航辅助工具提供给其他人,那将更具可持续性。
      对此,Tec-Innovation表示,他们也正在向这个方向努力,希望将在穿鞋时收集的信息整合到一种“视力障碍者的街景导航地图”中。目前,公司正向奥地利研究促进局FFG提交资金申请,以使导航图实现,研究人员表示这很可能会在“遥远的将来”发生。  
   
不用眼睛也能“看见”世界!面向视障人士开发的应用还需要更多
      正如开头所说,众多科技公司如谷歌都已经开始聚焦于盲人的出行与生活问题上来。
      比如2017年7月,微软就推出了一款面向盲人的移动应用程序Seeing AI,主要通过手机摄像头与AI识别程序相结合,识别周围的物体,并播报给盲人听。
      听起来有点像是户外版的VoiceOver。
      除此之外,瑞士eyra公司也研发了一种助读设备。据了解,这种装置由三部分组成:挂在耳朵上面的骨传导耳机及其上面的高清摄像头,还有AI处理器。
      AI处理器可以将文本转化成有声小说,同时通过骨传导,可以一定程度上减少噪音干扰,给视障人士的生活带来便利。
      去年在拉斯维加斯举办的世界最大消费类电子产品展会上,一款智能手机可以通过语音讲述周围的世界,赋予视障人士和弱视用户更丰富的视觉体验。该应用还可适配智能眼镜,可将用户的智能手机摄像头变成用户的眼睛。
      据介绍,其利用人工智能识别摄像头指向的视觉信息,包括食品包装、海报和显示屏,比如超市的商品信息、车站的显示投屏、街边的海报。
      不仅如此,科学家们还发现了一种方法,能够将微型摄像头捕获的图像转化为光信号,进而形成“视觉”。
      2019年,来自德克萨斯州贝勒医学院和加利福尼亚大学洛杉矶分校的神经外科医生团队,为6名患者开展了外科手术,他们利用一种将图像直接连接到大脑的转换植入技术,通过一台置于眼镜上的摄像机,恢复了盲人的部分视力。
      虽然患者没有清晰的视力,但他们拥有了基本的视觉,可以分辨人行道和草地的位置,或者窗户的位置。“虽然还不能恢复完整的视觉,但能够拥有部分视力。这对于那些多年没有看见过任何东西的人来说,是一项巨大的成就。“六个实验对象之一的Benjamin Spencer说道。
      今年3月,洛桑联邦理工学院(EPFL)神经工程学(LNE)的研究团队负责人Diego Ghezzi就提出了一种“人造视觉”,相关论文也发表在了Nature子刊上。
      据介绍,该系统拥有一个嵌入在智能眼镜中的摄像头,可以在佩戴者的视野中捕获图像,并将数据发送到位于其中一个眼镜头中的微型计算机。计算机将信号传输到视网膜植入物中的1万多个电极,每个电极都可产生一个光点,进而产生类似“光信号”的图像简化版本。
      但佩戴者看到的不是真实的外部世界,而是与我们的系统类似的东西,于此,他们必须学会识别这些光点排列组合代表的形状和物体。
      虽然中国的视障人士数量庞大,但在日常生活中我们似乎很少能够看见他们,这其中除了视力受损行动不便外,现实中的盲道设计、没有提示的红绿灯、拒绝导盲犬进入的交通工具和餐厅等等,都把视障人士拒绝在了社会之外。
      希望未来,随着相关技术的逐步发展,视障人士也能和正常人一样,自信地走在大街上。

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