Projekty krajowe

Celem głównym zadania było opracowanie naręcznego skanera otoczenia dla osób niewidomych i słabowidzących, wspomagających tę grupy osób w orientacji przestrzennej.

W ramach 1. etapu zadania przeprowadzono wywiady z osobami z dysfunkcją narządu wzroku, opracowano strukturę, zasady funkcjonowania oraz wymagania dla naręcznego skanera otoczenia. Łącznie w wywiadach grupowych udział wzięło 32 uczestników z dysfunkcją narządu wzroku. Wywiady odbyły się zgodnie ze scenariuszem wywiadów, który opierał się na 6 blokach pytań dotyczących m. in. elektronicznych pomocy w orientacji przestrzennej, wpływu infrastruktury miejskiej na przemieszczanie się czy pytań o codzienne potrzeby przy poruszaniu się. W efekcie przeprowadzonych wywiadów uzyskano szereg informacji niezbędnych do opracowania struktury, zasady funkcjonowania oraz wymagań dla opracowywanego skanera.

Zadanie 2.SP.06. Osoba badana wykorzystująca naręczny skaner otoczenia do przemieszczania się podczas badania weryfikacyjnego w warunkach rzeczywistych

W ramach 2. etapu zadania opracowano wersję roboczą modelu naręcznego skanera otoczenia, przeprowadzono pilotażowe badania w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych oraz dokonano analizy wyników zrealizowanych badań. Opracowanie modelu naręcznego skanera otoczenia zostało zrealizowane przez opracowanie i utworzenie jego 2 podsystemów, tj. podsystemu wykonawczego oraz podsystemu skanującego. Opracowano scenariusz pilotażowych badań laboratoryjnych oraz stanowisko badawcze wykorzystane do badań pilotażowych. Na stanowisku opracowano sposoby interpretacji odpowiedzi osób badanych z wykorzystaniem 3 aktywnych elementów: potencjometru do ustawienia poziomu intensywności bodźców, wskaźnika z grotem strzałki pozwalającej na określenie kierunku dla bodźca oraz przycisku do zatwierdzania wyborów. Opracowano oraz wykonano specjalny tor z przeszkodami, w którym osoby badane miały za zadanie przemieszczać się. Wykorzystując wyżej wymienione stanowiska, wykonano serię pilotażowych badań laboratoryjnych z udziałem 10 osób z dysfunkcją narządu wzroku (7 osób niewidomych i 3 osób słabowidzących). W ramach badania wykonano m.in. badania sprawdzające odpowiednie ustawienie poziomu intensywności zadanych bodźców czy też zdolność do powiązania danego punktu drgania silnika wibracyjnego na podsystemie wykonawczym z hipotetycznym kierunkiem położenia przeszkody.

W ramach 3. etapu zadania opracowano końcową wersję modelu naręcznego skanera otoczenia, opracowano scenariusz badań weryfikacyjnych naręcznego skanera otoczenia w warunkach rzeczywistych oraz przeprowadzono badania weryfikacyjne w warunkach rzeczywistych z udziałem 6 osób z dysfunkcją narządu wzroku. Wprowadzono zmiany konstrukcyjne związane z podsystemem wykonawczym. Dokonano optymalizacji modelu naręcznego skanera otoczenia, a za kryteria przyjęto: minimalizację wymiarów podsystemu wykonawczego, zmniejszenie długości i ilości występującego na zewnątrz okablowania oraz zmniejszenie rozproszenia elementów elektronicznych. Opracowano taki podsystem wykonawczy, w którym wszystkie komponenty elektroniczne odpowiedzialne za sterowanie i bezprzewodowe przesyłanie sygnału umieszczone są w jednej, wspólnej obudowie. Dokonano również licznych zmian po stronie programistyczno-elektronicznej, w tym m.in. zrezygnowano z bezprzewodowej transmisji opartej o standard WiFi (transmisja na podstawie protokołu WebSocket) na rzecz standardu Bluetooth Low Energy (BLE). Wykonano wstępne testy wielu układów elektronicznych umożliwiających transmisję w standardzie BLE w celu dokonania optymalizacji algorytmu przetwarzania informacji. Scenariusz badań końcowej wersji modelu naręcznego skanera otoczenia w warunkach rzeczywistych zakładał przeprowadzenie badań wewnątrz oraz na zewnątrz budynku. Zaprojektowano trasę testową będącą wycinkiem codziennej rzeczywistości osób z dysfunkcją wzroku, zawierającą przeszkody możliwe do napotkania podczas poruszania się. Badania przeprowadzone zostały w różnych porach dnia, tj. rano, w południe, po południu oraz w godzinach wieczornych.

W oparciu o wyniki zrealizowanych prac opracowano materiały informacyjne na temat naręcznego skanera otoczenia, które zweryfikowano podczas seminarium (za pomocą ankiety dla przedsiębiorców związanych z tematyką niepełnosprawności), a następnie po zweryfikowaniu wydano drukiem (300 szt.) oraz udostępniono w internetowym serwisie tematycznym CIOP-PIB. Opracowano także materiały promocyjne w postaci prezentacji, plakatu oraz filmu na platformie Youtube. Naręczny skaner otoczenia zgłoszony został do Międzynarodowego Konkursu Wynalazczości PRIX EIFFEL 2022 (15-17 listopada, Paris EXPO; Porte de Versailles, Francja), w którym uzyskał platynowy medal. To rozwiązanie zaprezentowano również na Międzynarodowych Targach Wynalazczości i Designu Kaohsiung International Invention & Design EXPO KIDE 2022 (1-3 grudnia 2022, Międzynarodowe Centrum Kongresowe; Kaohsiung, Tajwan), na których uzyskano nagrodę specjalną oraz złoty medal. W ramach realizacji pracy dokonano zgłoszenia patentowego (nr P.442668) zawierającego 9 zastrzeżeń patentowych związanych z naręcznym skanerem otoczenia. Opracowano również dokumentację naręcznego skanera otoczenia dla osób niewidomych i słabowidzących.

Wyniki zadania przedstawiono w 3 publikacjach naukowych oraz zaprezentowano na 2 konferencjach krajowych i 2 konferencjach międzynarodowych.

Jednostka: Pracownia Przetwarzania Dźwięku

Okres realizacji: 01.01.2020 – 31.12.2022