清華大學研發(fā)的大幅面觸覺圖形顯示終端產(chǎn)品原型 清華大學供圖

今后，盲人在閱讀盲文圖書時，不僅可以讀到文字還可以“看到”圖像，甚至還能上網(wǎng)購物。10月19日，清華大學未來實驗室主任徐迎慶向媒體展示了一項自主研發(fā)的大幅面觸覺圖形顯示終端產(chǎn)品原型。

記者在現(xiàn)場看到，與傳統(tǒng)平面顯示屏不同，新的顯示終端由凹凸點陣組成，通過計算機控制點陣，傳統(tǒng)圖片可以變?yōu)榭捎|摸的圖形，讓盲人可以“看到”圖像。

全盲患者迫切需要讀圖無障礙設備

世界衛(wèi)生組織2017年報告顯示，全球約有2.53億視覺受損人口，其中3600萬是全盲患者。英國柳葉刀雜志在2017年指出，根據(jù)1990年至2015年間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)估計，隨著人口數(shù)量的增加和老齡化，到2050年時，全球全盲人群的數(shù)量可能將會增加至1.15億。

“這對全人類來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。”徐迎慶告訴記者，由于視力受損，盲人主要依靠聽覺和觸覺獲取信息。隨著科技的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，當圖片、視頻等視覺信息成為知識傳播中信息的主要來源，特別是互聯(lián)網(wǎng)上的視覺內(nèi)容日益豐富時，盲人迫切需要可以便捷地閱讀圖像信息的無障礙設備。

凹凸觸覺點陣讓“所觸即所得”

與傳統(tǒng)的計算機屏幕不同，在清華自主研發(fā)的大幅面觸覺圖形顯示終端的產(chǎn)品中，觸覺圖形顯示終端的表面由可以凸起和收回的點陣組成。通過計算機控制這些點陣的變化，可以把傳統(tǒng)圖片變成可以觸摸的圖形。盲人用戶通過觸摸這些凸起點陣所組成的盲文或觸覺圖形，來閱讀文字和認知圖片。

該設備原型采用由研發(fā)團隊自主設計并研發(fā)的、全新的自鎖機械結(jié)構(gòu)來驅(qū)動觸覺圖像的渲染，具有低成本、可擴展、大幅面等優(yōu)點。同時，該設備采用了基于圖像語義的分時渲染算法和創(chuàng)新的觸覺引導機構(gòu)，可以幫助盲人用戶更準確地認知和理解圖像。

研發(fā)團隊除了觸覺交互功能，還設計了基于位置的三維聲音導航和語音交互功能。在用戶體驗設計方面，設備遵循目前盲人使用電子設備的大部分習慣，最大限度地發(fā)揮觸覺點陣顯示的交互優(yōu)勢，使得盲人用戶“所觸即所得”。此外，該產(chǎn)品原型封裝觸聽覺控制的基礎模塊，具有高度的應用可擴展性，可以支持大部分網(wǎng)頁和應用的基本操作。

未來可助盲人網(wǎng)購

“在我們的受眾實驗中，有盲人通過觸摸8個不同的杯子，最后選擇了心儀的一款。這讓他很激動。網(wǎng)購，這個曾經(jīng)對盲人來說不可想象的事物將不再遙遠。”徐迎慶告訴記者，未來，這項技術還有望應用在博物館等場合，讓盲人可以通過觸摸文物圖片，感受文明的脈搏。

記者了解到，這項成果的研發(fā)前后歷經(jīng)9年，團隊成員來自設計學、計算機科學、心理學等多個專業(yè)。之前，團隊已經(jīng)推出了三代產(chǎn)品，都是概念原型，目前正在嘗試做第四代產(chǎn)品原型，下一步計劃與企業(yè)合作使之批量化生產(chǎn)。如果實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，價格只有國外同類設備的二十分之一到十分之一。此外，研發(fā)團隊還希望實現(xiàn)設備小型化，針對手機等移動終端推出合適的產(chǎn)品。

徐迎慶表示，這項設備的研發(fā)將進一步推動眾多針對盲人用戶的無障礙應用的發(fā)展，例如電子盲文圖書的普及，盲人用戶上網(wǎng)學習、購物和瀏覽，并且使得盲人今后學習諸如數(shù)學幾何、物理電路、化學結(jié)構(gòu)等圖形化知識的時候更加便利。

該產(chǎn)品已具備上網(wǎng)和搜索的功能，目前，清華的研究團隊正與百度公司合作，共同開發(fā)盲文電子書籍閱讀、百度百科盲文搜索、盲人上網(wǎng)購物等;也將與阿里巴巴達摩院合作，研究如何利用人工智能的理論與方法改進觸覺圖片的生成與認知體驗。

“目前，盲人能從中了解到來自百度百科10000個詞條的內(nèi)容，還能隨時聽到來自百科博物館計劃的語音講解。百度閱讀還將3萬本書籍的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成盲文，為視障人群提供更多的信息和資料。”徐迎慶說。