面向视障人群的导盲辅具设计研究

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世界卫生组织的统计资料表明,目前在全球范围内视力受损的人数至少有二十二亿,其中有十亿人患有中等至重度的视力损伤或失明,并估计到二零五零年仅失明人数将超过一亿。视功能障碍不仅约束着该弱势群体的行动能力,还严重影响着他们的生活和职业选择,更是影响他们获得社会福利的权利。而针对目前导盲犬普及率低的现状,以及传统导盲辅具难以满足视障者出行需要的问题,本课题将提出以触觉感知方式为视障人群提供导盲导向功能的可穿戴辅具设计方案,目的是为视障人群可以自主安全地出行提供保障。通过对视障人群的观察和访谈,本研究总结了视障者使用导盲辅具的需求点,再结合目前导盲辅具的发展现状和相关技术,把辅具的功能需求转化成概念设想,并根据视障人的基本认知系统和具体认知理论,在已有技术的基础上,输出本课题的导盲导向辅具设计方案:一种是以触觉感知滑动导向的方式,使用过程可以解放双手的导盲腰带;另一种则是以触觉的形式感知牵引导向的可穿戴飞行导盲犬。在原型开发过程中,对两个辅具原型分别进行了单元测试和改进设计,再将优化后的原型进行可用性测试,并在实验结束后对被试进行用户体验评价和访谈,最后总结本课题研究设计的价值和不足。其中,在原型测试实验过程中,佩戴导盲辅具原型的被试在实验场景中按照导向指示进行定向行走。研究者分别采用双目摄像头(ZED)和室内定位系统(UWB)两种方式跟踪并记录被试走过的路径,然后将被试使用盲杖、导盲腰带、飞行导盲犬的实验数据进行纵向和横向的对比分析,结合用户体验量表和访谈问卷,本研究总结实验的结果为:用户使用导盲腰带和飞行导盲犬行走的效果均接近使用盲杖被牵引的效果,可以准确地按照引导路线到达目的地;用户使用导盲腰带行走的路线会有一些误差,但使用过程中可以实现彻底解放双手的效果;用户使用飞行导盲犬时的触觉交互效果更明显,因此飞行导盲犬给用户传达的导向感知更准确。本课题提出两种以触觉感知方式为主的导盲辅具设计,其用户以不同的触觉交互方式实时感知导盲辅具的引导方向,在出行过程中不再集中精力进行语音交互,因而适用于更多的户外环境。在其原型开发的测试过程中,研究者学习并尝试了多种技术和结构改良的方法,并在可用性测试实验中,发现了一些设计过程中没有考虑到的实际问题,为后续的迭代设计提供了参考依据。最终的两种导盲辅具设计方案基本满足视障人群出行中导盲导向的需求,且其成本低,在使用过程中的操作简单,有较高的现实意义和社会价值。
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