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手环也能听声辨位,研究人员开发出新设备帮助盲人改善恢复视力

信息来源:sooaoo.com   时间: 2021-05-22  浏览次数:7

  日常生活中,在常人看来简单的读书、写字甚至是走路,对于盲人以及视力受损者而言都是不小的困难。于是,市面上出现了各式各样的可穿戴设备或仪器,用来改善他们的日常生活,帮助他们恢复视力。

  这些设备可以用于身体很多部位,比如可以套在手腕上、穿在身上、戴在头上等等,但它们普遍存在一个问题,那就是过于笨重臃肿,以至于大家并不想穿戴。

  对此,瑞士伯尔尼大学的 Ruxandra Tivadar 教授表示:“就目前而言,市面上很多可穿戴设备在社会上的接受度普遍偏低,这是因为当人们戴上它们时身体会变得非常臃肿,就像是穿了盔甲一样,然而人们并不想因为他们的损伤而引起大家的注意。”

  此外,意大利理工学院视障人士研究所所长 Monica Gori 指出,儿童设备的需求仍然存在很大的空缺。“目前全球范围大约有 3 亿视力障碍患者,这其中约有 2000 万是儿童,然而,在对迄今为止 48 种可用设备的分析中只有 2 种是为儿童设计的。” 她说。

  近日,认知神经科学学会(CNS)年度会议在瑞士伯尔尼举办。会议期间,Tivadar、Gori 和其他小组成员向大家介绍了该领域几种新的解决方案,包括设备和技术。

  用于探索 2D 空间的平板电脑

  来自法国的初创公司 Hap2U 开发出一种振动触摸技术。设备外观看上去像是一个平板电脑,当手指触摸屏幕时,屏幕下的发出的超声波可在指尖上形成力度适中的振动摩擦,从而产生接近于真实的细致触感,就像是屏幕表面带有纹理一样。

  作为伯尔尼认知计算神经科学小组的成员之一,Tivadar 和研究小组在平板电脑上使用 Hap2U 公司的技术绘制了一所公寓布局的 2D 轮廓。随后,研究小组让实验者戴上眼罩,使用手指在平板电脑上摸索这种带有纹理的轮廓布局。

  图 | 在平板电脑上进行探索的实验者(来源:University of Bern)

  最终他们发现,在 45 分钟(这段时间里还接受了无视觉探索的训练)内,实验者通过这种触摸设备摸索公寓 2D 轮廓,随后在真实公寓空间里成功实现自我导航。

  Tivadar 和同事们与 Hap2U 合作,开发出了这种使用纹理来展示空间的技术。“数字触觉技术成功地传输了空间信息。” 她在会议上说道。

  她还表示,这项技术最切合实际的应用将会是手机,同时结合声音反馈和 GPS 语音提示,可以很好地帮助盲人探索物理空间。

  用于盲人互动的音频手环

  Gori 通过将近十余年的反复研究发现,盲童经常在触觉任务和听声辨位中表现出障碍,比如难以通过触摸来辨别物体的方向,或者难以判断与声音之间的距离。

  为了更好地改善盲童在感知以及社交上的这种障碍,Gori 研发出一款专门用于盲人互动的音频手环(ABBI),这款手环集成了音频系统,而且还搭载运动传感器,可以在没有可视化数据的情况下发出声音,帮助使用者恢复空间感。

  图 | 用于盲人互动音频手环(来源:IIT-Istituto Italiano di Tecnologia)

  她和研究小组还进行了一项研究,从 6 岁到 17 岁的盲童挑选出 44 名并划分为两组,实验组使用音频手环、对照组不使用音频手环。实验结果表明,与对照组的儿童相比,使用音频手环 3 个月的儿童在一系列训练活动中提高了自身的听觉和运动技能,并且这种技能在 1 年之后也没有明显的衰退迹象。

  视网膜植入物和光遗传学疗法帮助恢复视力

  除了刚刚提到的新型设备,技术层面也取得了一些创新。法国巴黎视觉研究所所长 Serge Picaud 在会议上介绍了视网膜修复术以及光遗传学疗法的最新进展,这两种疗法可以帮助视力受损者逐渐恢复视力。

  图|PRIMA植入物的眼睛图像(来源:PixiumVision)

  当前,Picaud 正与巴黎 Pixium Vision 公司协作,联合斯坦福大学的 Daniel Palanker 实验室,开发一种名为 “PRIMA” 的无线电极芯片,将其植入患者眼睛可以帮助改善或恢复视力。“目前,在患者眼睛中植入 PRIMA 之后,其视力已经达到了低于法定失明的水平,比如可以阅读信件。”Picaud 说。

  图 | 研究人员发现至少需要 625 个像素才能识别一张脸(来源:Institute of Vision)

  Picaud 和团队在研制视网膜假体过程中发现,至少需要 625 个像素才能识别出一张脸。为了达到 625 像素,研究小组开发出两套方案:

  其一,在眼部的一个区域使用两个植入物;

  其二,在植入物上使用更小的电极。

  但是电极想要做得更小非常困难,为了把分辨率提升至细胞级别,Picaud 及其研究小组转向光遗传学疗法,即一种基因被引入到眼睛后部的细胞中,使它们变得对光敏感。值得一提的是,Picaud 团队最近将光遗传学疗法转移到人类临床试验中,用来针对一种罕见的遗传性眼病 —— 视网膜色素变性的治疗。

  以上只是认知神经科学学会上展示的部分设备和技术,相较于传统的解决方案,新技术让人们有了更多期待,相信未来,还将会出现更多技术帮助视力受损者恢复视力,为他们的生活带来希望和曙光。

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