Голос и вибрация: в Новосибирске изобрели «электронные глаза» для слабовидящих — прибор заменит трость и собак-поводырей

Электронный ассистент-помощник для слабовидящих и тотально слепых людей — разработка специалистов Новосибирского государственного технического университета. С помощью четырех датчиков — трех инфракрасных и одного ультразвукового, прибор определяет разные категории препятствий и опасностей на расстоянии до 4 метров. Он выполнен в виде пластиковой ручки, напоминающей рулетку поводка для собак. Сигнал пользователю передается с помощью вибраций разного типа, а также голосом. Сегодня прототипы тестируют инвалиды по зрению, которые дают рекомендации и пожелания разработчикам. На основе обратной связи авторы дополняют и корректируют функционал прибора. Создатели уникальной разработки показали корреспонденту NGS.RU, как она работает.

Небольшой прибор весом около 250 граммов, который разработали в НГТУ, призван облегчить жизнь людям с инвалидностью по зрению. Сегодня большинство тотально слепых пользуются специальной тростью или помощью собаки-поводыря, у которых есть значительные минусы. Трость ограничена дистанцией своей длины и направлением: например, низко висящие ветки деревьев с ее помощью определить нельзя.

Собака-поводырь, хоть и делает жизнь людей с инвалидностью более яркой и становится «родственной душой», но всё же требует внимания, заботы, что для человека, который не видит вообще ничего, может создать сложности. К тому же, чтобы получить собаку, надо либо заплатить крупную сумму, либо ждать очереди. Срок ожидания перед получением поводыря занимает около двух лет. Стоимость полного цикла обучения собаки в специализированном центре составляет более 1 миллиона рублей.

— Когда человек теряет зрение, он лишается одного из очень важных аспектов навигации. Инвалиды по зрению традиционно передвигаются с так называемой белой тростью, она позволяет ощупывать пространство перед ними в радиусе 1 метра. Причем если вы держите белую трость вниз, то вы не видите препятствий сверху, — рассказывает один из авторов проекта, доцент кафедры радиоприемных и радиопередающих устройств НГТУ Андрей Никулин. — Это устройство позволяет расширить диапазон до 4 метров, увидеть препятствия. А самое главное его отличие — возможность сигнализировать о ямах на пути, открытых люках, лестницах вверх или вниз.

Идея создания прибора прошла путь от студенческого проекта до рабочего устройства благодаря включению в университетскую программу «Приоритет 2030», по которой получила средства на прототип. Авторы разработки — студенты и преподаватели НГТУ: доцент Андрей Никулин, старший преподаватель Анна Казьмина, студент Виктор Смирнов, инспектор ресурсного учебно-методического центра по обучению инвалидов и лиц с ограниченными возможностями здоровья НГТУ НЭТИ Алина Бабина и директор центра студенческой проектной деятельности НГТУ НЭТИ Владимир Филиппов.

Первый прототип представлял собой обычную лазерную указку с функцией вибрации, сигналы усиливались по мере приближения к препятствию. С этой разработкой авторы проекта обратились к сообществам инвалидов по зрению, где получили обратную связь. Главный запрос людей, которые живут, не видя окружающего мира, был на то, чтобы устройство могло распознавать типы препятствий. Эти параметры и определили дальнейшую работу над усовершенствованием модели.

Модификацию с функциями определения лестниц, ям и даже проходов между автомобилями и поиском открытых дверных проемов вновь показали членам Новосибирского общества слепых. Получили положительный отклик и презентовали модель в Санкт-Петербурге.

— Разработка этого устройства не замыкается на Новосибирске, она выходит на всю Россию. Есть большая вероятность, что к следующему году это устройство выйдет уже в продажу, и люди смогут им пользоваться, — рассказывает Андрей Никулин. — Его полезный функционал достигается за счет последовательной работы четырех датчиков. Три из них являются инфракрасными, один — ультразвуковой, он нужен как для получения гибридизации среды, так и для более точной работы в разных погодных условиях, потому что в снег, в дождь разные датчики работают по-разному. Данные с датчиков собираются на микроконтроллер, для которого написано программное обеспечение. Его писали очень долго, это одна из самых трудоемких частей.

«Мозг» устройства способен расставлять приоритеты и уровни опасности тех или иных препятствий на пути. Например, очевидно, что открытый люк на дороге может привести к более плачевным последствиям, чем висящая ветка дерева, поэтому в первую очередь прибор будет сигнализировать именно о колодце.

Радиус действия в 4 метра выбран не случайно — это рекомендации реальных пользователей. Именно такое расстояние человек может преодолеть за 4–5 секунд. Скорость реакции устройства на препятствие — 0,1 секунды — соответственно, у пользователя остается достаточно времени, чтобы остановиться и сориентироваться в пространстве.

— Для инвалидов по зрению предусмотрены подписи в азбуке Брайля для зарядного устройства, для рычажка включения активного режима и для кнопки включения-выключения устройства. По отзывам уже видим, что действительно человек час походил, попробовал и уже начинает понимать вибрацию, какие есть режимы, — рассказывает старший преподаватель кафедры электронных приборов НГТУ Анна Казьмина. — Здесь всего две кнопки: голосовой помощник и вибрация. Также предусмотрены индивидуальные настройки громкости голоса, силы вибрации и так далее. По достижению малого количества заряда устройство оповещает также беспрерывно, что необходимо зарядить, хотя батарея позволяет ходить с ним до восьми часов в активном режиме.

Адаптация возможна с раннего возраста. Устройство уже запатентовано, второй патент разработчики планируют получить именно на программу, написанную для микроконтроллера. В перспективе прибор может выйти на рынок и будет стоить от 20 до 30 тысяч рублей: в цену заложена себестоимость расходных материалов, трудозатрат и так далее.

— Мы активно работаем над включением устройства в список технических средств реабилитации, что в принципе позволит инвалидам по зрению получать устройство бесплатно с поддержкой. В любом случае это такая вещь, которая поможет социализации, интеграции именно в общество, более простому перемещению и участию в каких-то достаточно для нас с вами повседневных вещах, — отмечает Анна Казьмина.

Светлана Лопатская — инвалид по зрению с детства. Девушка родилась недоношенной, и в инкубаторе из-за ошибки ей сожгли сетчатку чистым кислородом. В свои 27 лет она пользуется тростью, а ее верный спутник — лабрадор Азалия, с которой они вместе уже 8 лет.

— Я считаю, что белую трость не заменит ни самая идеальная собака, ни самый идеальный навигатор или какое-либо другое устройство. Это самый надежный, по сути, наш спутник. Но у меня были какие-то такие мысли, что я вот буду идти, например, в платье, на каблуках, такая вся красивая, и вот эта палка со мной портит весь эффект, — рассказала Светлана. — Мне давали на некоторое время протестировать этот новый прибор, я его домой забирала. И вот это устройство в случае чего предупредит, завибрирует, скажет, что там рядом. Я считаю, что эффект есть, это будет очень актуально для тотально незрячих. Особенно, например, в незнакомой местности.

На протяжении нескольких месяцев Светлана осваивала прибор. Но несмотря на полезный функционал, отказываться от трости на 100% девушка не готова, а уж расставаться с самым близким другом и помощником Азалией — и подавно. Тем не менее электронное устройство, по мнению Светланы, может сделать жизнь человека, полностью или частично лишенного зрения, качественнее и проще.

— Собака-проводник требует заботы и ответственности от хозяина. Если получаешь собаку, то нужно быть готовым к тому, что это как ребенка завести: погулять надо, поиграть надо, покормить и многое другое. И животные, к сожалению, могут болеть, только они не могут сказать, что с ними. На это требуется очень много физических, моральных сил и материальных ресурсов. Трость, как и это прекрасное устройство, таких усилий не требует. Просто можно это всё приобрести, если не надо, оно будет лежать где-то на полке, стоять в уголке. А как только понадобилось, взяли, подзарядили — и всё, можно идти, — объясняет девушка.

Система навигации прибора абсолютно автономна, она работает самостоятельно без подключения к телефону, GPS, Bluetooth или Wi-Fi.

Всё производство «электронных глаз» сосредоточено в стенах НГТУ. Пока разработчики работают над усовершенствованием своего детища. К примеру, планируется, что корпус устройства будет не сборным, как на последних моделях, а литым. Кроме того, по совету пользователей авторы отказались от идеи подключения наушников через bluetooth: по словам людей с инвалидностью по зрению, это может сильно отвлекать, ведь слух для них — это одно из основных чувств познания мира и инструмент для ориентации в пространстве.

Ранее мы рассказывали о сибирячке, которая осваивает бионический робопротез.