Technológia a könnyebb tájékozódásért, vakok és gyengénlátók számára

1. Bemutatkozás Zojox-2000 Kft. Projektgazda Magyar Tudományos Akadémia (MTA) A problémakör pszichológiai elemzése, a hallás, és a téri környezet hanggal történő leképzésének vizsgálata Országos Kutatási és Szaktanácsadó Intézet (OKSZI) A különböző rendszerek összehasonlító elemzése, mérések elvégzése Hangvilág Kft. Elektronikai fejlesztés Józsa Design Kft. Ergonómia, prototípus készítés Complex-Sat Kft. Látószög meghatározása, hardver eszközök vizsgálata

2. Célkitűzés Ultrahangos radar technológia kifejlesztése a könnyebb tájékozódásért,vakok és gyengénlátók számára Amit el szeretnénk érni: Önálló közlekedés lehetőségének biztosítása A környezeti objektumok hatékony észlelése, 360 fokos pásztázás Az optimum megtalálása a felbontóképesség és a hang formájában feldolgozható információmennyiség között Könnyen használható, különösebb betanulást nem igényel Nyelv-független Az előzetes felmérések alapján, a fejlesztés során elkerülendő: Ne akadályozza a mozgást Ne akadályozza a kezek használatát Ne akadályozza a környezeti hangok meghallását Ne igényeljen különösebb testre szabást

3. Jelenlegi technológiák áttekintése Fehér bot Leggyakrabban használt tájékozódási segédeszköz +Kisméretű, egyszerű, olcsó, hatékony eszköz + sokféle technika + megbízható -Korlátozott„látótér” -hosszú tanulás és gyakorlás

3. Jelenlegi technológiák áttekintése Ray – kézben fogható távolságmérő A feltérképezés jellege: 1 darab ultrahang szenzor, abba az irányba mér, amerre a felhasználó az eszközt irányítja. Jelzés: a távolság függvényében egyre intenzívebb hanghatással , illetve rezgéssel + Kereskedelmi forgalomban kapható + Kisméretű, egyszerű felépítésű eszköz - Lefoglalja a felhasználó egyik kezét - Minimális „látótér” - A mért adatok nem állnak össze egységes „hangképpé”, mindig csak egy adott pont távolságáról ad információt

3. Jelenlegi technológiák áttekintése Sonar-1UT – fehér bot távolságmérőkkel A feltérképezés jellege: a bot fogantyújába épített 2 darab ultrahang szenzor, ami az alacsonyan és a magasan fekvő akadályokat pásztázza, abba az irányba, amerre a felhasználó mutat Jelzés: fülhallgatón keresztül hanghatással + A fehér bot mellett nem foglalja le a másik kezet + Egyszerű felépítésű eszköz - Kicsi „látótér” - A mért adatok nem állnak össze egységes „hangképpé”, - Nagy információ áramlás - Prototípus

3. Jelenlegi technológiák áttekintése CASBliP (CognitiveAid System forBlindPeople) A feltérképezés jellege: Lézerszenzor + 2 db kamarával készített kép 3D-s szoftverrel történő elemzése, majd ennek átalakítása hangképpé. Fejmozgás detektálása giroszkóppal. Fákat, embereket, autókat, állatokat felismerő algoritmus segíti kiszűrni a nagy mennyiségű információból a szükségeseket. Jelzés: fülhallgatón keresztül „hangképpel” + Nagy „látótér” + Egységes „hangkép” - Nagyméretű, nehéz eszköz - Komplex, költséges technológia - Prototípus

Ultrahang alapú radar – hang visszajelzéssel Jelen projekt Ultrahang alapú radar – hang visszajelzéssel Ultrahang szenzor Fejhallgató Elektronikai egység (tápellátás, vezérlő elektronika, hangerősítő, csatlakozók, kezelőszervek, állapotjelzők) Vezeték

4. Az ultrahang Általános jellemzők Rugalmas közegben terjedő olyan mechanikai rezgés, amelynek frekvenciája 20 kHz és 100 MHz között van. Fajtái: Aktív és passzív ultrahang Aktív: fizikai, illetve kémiai változások az anyagi közegben, hőhatás és szerkezeti változás lép fel. Passzív: amikor az ultrahang intenzitása kicsi, a közegben nem idéz elő szerkezeti változást.

Ultrahang az élővilágban 4. Az ultrahang Ultrahang az élővilágban Az ember hallása 20Hz-től 20kHz-ig terjed -> ultrahang nem hallható Denevérek: éjszakai tájékozódás „visszhang -lokátor” segítségével (50-200 kHz-es hanghullámokkal) Távolság, nagyság, mozgás azonosítása Delfinek: víz alatt több km-re lévő tárgyakat, élőlényeket tudnak azonosítani

5. Pszichológia háttér Az emberi hallás Hanghullámok fizikai paraméterei Hangerő, frekvencia -> hangosság, hangmagasság A hallási információk feldolgozásának anatómiai és élettani háttere A hangok téri lokalizációja: monaurális és binaurális lokalizáció

5. Pszichológia háttér Az emberi hallás A hallási információk feldolgozásának anatómiai és élettani háttere Magasfrekvencia Alacsony frekvencia Alap: keskeny és vastag Csúcs: szélesés vékony Szőrsejtek Alaphártya Kengyel

5. Pszichológia háttér Az emberi hallás Térbeli lokalizáció fülek közötti idői különbség fülek közötti hangerőkülönbség HRTF (head-related transfer function)

5. Pszichológia háttér A téri tájékozódás Látás, hallás, tapintás, egyensúly -> kognitív térkép Téri referenica keretek allocentrikus egocentrikus

Látássérült személyek észlelési, tájékozódási és tanulási képességei 5. Pszichológia háttér Látássérült személyek észlelési, tájékozódási és tanulási képességei Magyarországon a vakésgyengénlátószemélyekszámaközel 65 000 fő - összesfogyatékossággalélő ember 11,2 %-a Alcsoportok 1. vakok, akikmégfénytsemérzékelnek; 2. aliglátók (Visusuk<0,1); fényérzékelők(V nemmérhető): vakostechnikák, de aközlekedésben, tájékozódásbanfeltudjákhasználnilátásukat; nagytárgylátók(V <0,04): a felsőhatárértékenlévőkkülönlegesoptikaiés/vagyelektronikuseszközökkelképeseka síkírásolvasására,látásukata mindennapiéletbenjólfelhasználják; ujjolvasók(V:0,04-0,1): látásukelegendő a síkírásoptikaiés/vagyelektronikuseszközökkeltörténőolvasásához, de azoktatásbanmásérzékszerveikreis kelltámaszkodni; 3. gyengénlátók (V:0,1-0,3): a látásmarad a vezetőérzékelésicsatorna, oktatásukban a látásmaximáliskihasználásárakelltörekedni

Látássérült személyek észlelési, tájékozódási és tanulási képességei 5. Pszichológia háttér Látássérült személyek észlelési, tájékozódási és tanulási képességei A látássérült személyek térészlelése -> „taktilis-auditív” mentális térkép felnőttkorbanlátássérülttéváltszemélyek: a „régi, látós”mentálistérképéthasználja, amitorzul, mentálisműveletei is „látósak”; a látássérültenszületettszemély: akusztikuséstaktilisbázisonépítifel a teret - észlelésimezőtérikiterjedésekicsi,benyomásokidőikiterjedésealapjánrendeződnek.

6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása Főbb részegységek Szükséges kezelő szervek Ki-be kapcsoló Pásztázási sebesség választó Hangerő szabályzó Balansz szabályzó Akkumulátor töltöttségi szint kérő Kalibráló Ultrahang szenzor Fejhallgató Elektronikai egység (tápellátás, vezérlő elektronika, hangerősítő, csatlakozók, kezelőszervek, állapotjelzők) Vezeték

6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása Az ultrahang szenzor működése Az alapelv: reflexiós távolságmérés. A hanghullámok kibocsátása és a visszhangok megérkezése között eltelt idő alapján meghatározható a reflektáló objektum távolságát. A frekvencia megválasztása: A frekvencia növelésével csökken a hatásfok, mivel a levegő elnyeli a hullámokat. Az alacsonyabb rezgésszámú hullámok pedig a tereptárgyak felületéről csak kis mértékben verődnek vissza, jelentős mértékben csillapodnak, elnyelődnek. Optimális a 40 kHz-esfrekvencia alkalmazása, mellyel megvalósítható a 4-5 méteres hatótávolság.

6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása Az ultrahang szenzor típusa A szenzor felépítése: adó és vevő kapszula külön, vagy egy egységben -> univerzális ultrahang kapszula. Mechanikai kialakítása: Nyitott tokozású: jobb hatásfok, de sérülékenyebb Zárt tokozású: teljesen zárt, vízhatlan, hatásfoka gyengébb

6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása Az ultrahang szenzor elhelyezése Vállpánton + nem feltűnő, esztétikus kialakítás lehetséges - 360°-os pásztázás csak nagy számú szenzorral lehetséges, csak a váll mozgatásával tud „fókuszálni” Fejpánt jellegű elhelyezés + könnyű irányíthatóság, a fej mozgatásával fókuszálni tud a kívánt területre -360°-os pásztázás csak nagy számú szenzorral lehetséges, feltűnő kialakítás Elhelyezés a fejtetőn Körkörös pásztázást egy a kapszula elé helyezett forgó tükörrel. + elegendő egy szenzor -> könnyebb szerkezet, egyszerűbb felépítés +360°-os pásztázás forgó tükörrel megoldható

6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása A téri környezet megjelenítésére felhasznált hangok Irány megadása: térbeli megszólalás helye az egyes csatornák hangerejének módosításával, és a különböző irányokhoz tartozó különböző frekvenciájú hangokkal. Távolság megadása: hangerő változással, a kiadott hang szaggatásával (hasonlóan a gépkocsik tolatóradarjához) A hang előállítása tárolt hangminta alapján történik. Lehet egy egyszerű szinusz hullám, de lehet összetettebb hangforma is. Környezeti zajoktól jól elkülönüljön, de ugyanakkor ne legyen zavaró a felhasználó számára, hogy ha hosszabb időn keresztül hallja.

6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása Hangrendszer 5.1 es hangrendszer a környező tárgyak legpontosabb megjelenítéséhez. Kereskedelmi forgalomban kapható termékektől eltérő kialakítás, ami beengedi a külvilágból érkező hangokat. Fejhallgató esetében a hangszórók elhelyezése: oldalanként 3-3db. Az elhelyezésük lehet sorosan egymás mellett, vagy 120 fokban eltolva. Zalman 5.1-es fejhallgató

Köszönjük a figyelmet!