Зміст
Уперше я зіткнувся з труднощами, пов’язаними з інвалідністю, коли почав навчатися в коледжі в 2016 році. Мої товариші по гуртожитку приїхали з Азії та Африки, вибираючи різні кар’єри та хобі, кожен зі своєю культурною ідентичністю та життєвим досвідом.
Тоді ціле крило мого гуртожитку було присвячено сліпим студентам і одноліткам із обмеженим зором. Зіткнутися з ними в провулках, дорогою до їдалень або до коледжу — і вести їх до місця призначення, рука об руку — швидко стало щоденною рутиною.
Короткі розмови завжди були захоплюючими, а їхнє запам’ятовування цілих томів поезії урду не переставало мене дивувати. Під час сезону іспитів я регулярно виступав волонтером як письменник, поки мої друзі розповідали відповіді.
Для мене це був відкритий досвід, але два аспекти виділялися. По-перше, це постійна присутність смартфонів у їхньому житті. По-друге, незважаючи на те, що університет вважався національним, у всьому кампусі була абсолютна нестача допомоги людям з обмеженими можливостями, особливо для сліпих мешканців або гостей.
Ці недоліки варіюються від незапланованої інфраструктури до відсутності підтримуючого стека технологій. Саїф Хан, архітектор, каже мені, що немає жодних стандартних директив, які б зробили будівлі доступними для сліпих людей. «Найкраще, що ми робимо, — це будувати пандуси для людей з обмеженими руховими можливостями», — розповідає Digital Trends Хан, який володіє Pause Design Studio в столиці Індії.
Ситуація сумна з багатьох причин. Доктор Аріф Вакар, який багато працював зі сліпими людьми, каже мені, що навіть в академічних колах медичних наук увага зосереджена більше на лікуванні, а не на вирішенні існуючих проблем.
«Ми не робимо ставку на технічні інновації. А це означає, що реальні проблеми продовжують існувати без універсального рішення. Навігаційна допомога — один із них», — каже Вакар.
Новий спосіб допомоги незрячим
Команда з Каліфорнійського університету в Санта-Крус хоче використовувати програми для смартфонів, щоб допомогти сліпим людям орієнтуватися в будівлях. Примітно, що ці програми не вимагають жодних попередніх технічних налаштувань і потребують лише внутрішніх датчиків телефону. Тут навіть модуль камери не є частиною рівняння.
Роберто Мандучі, професор інформатики та інженерії в Каліфорнійському університеті в Санта-Крузі, очолив розробку цих додатків, які допомагають сліпим користувачам пересуватися всередині будівлі за допомогою звукових підказок. Найзручнішим — і найбезпечнішим — є те, що користувачам не потрібно тримати телефон біля нього.
Подумайте про ці дві програми — Wayfinding і Backtracking — як про еквівалент GPS для навігації в приміщенні. Однак, на відміну від інших спроб, які вимагають попередньо встановлених датчиків у будівлях або ненадійного GPS, цим програмам для надання вказівок потрібні лише датчики, встановлені в телефоні.
Цим програмам потрібні лише датчики, встановлені в телефоні, щоб надавати вказівки.
Зокрема, команда використовувала показники інерційних датчиків – акселерометра, гіроскопа та магнітометра – для вимірювання прогресу навігації. Незважаючи на те, що програми в основному покладаються на динаміки смартфонів для голосових сигналів, їх також можна поєднати з розумним годинником.
За п’ять метрів перед кожним поворотом програми повідомляють користувача про майбутню зміну напрямку. У той час як програма Wayfinding допомагає з входом і навігацією, програма Backtracking використовує схему початкової подорожі та просто повертає її назад, щоб надати необхідні вказівки.
Найближчим часом команда сподівається інтегрувати технологію комп’ютерного зору в програми. Це дозволить користувачам клацати зображення свого оточення, коли вони опиняються в складній точці, і матиме ШІ описувати світ навколо них.
Бачення подібне до того, як сучасні чат-боти штучного інтелекту тепер можуть обробляти зображення, дозволяючи користувачам просто навести камеру та дозволити ШІ зрозуміти це.
Як це все працює
У рамках тестів команда з Каліфорнійського університету в Санта-Крузі взяла участь сім сліпих учасників, які використовували додаток Wayfinding для проходження маршрутів із 13 поворотами. Потім вони використали програму Backtracking, щоб відстежити свій початковий шлях на зворотному шляху.
Ці програми не залежать від будь-якої зовнішньої інфраструктури та не вимагають від користувачів тримати телефони в певному положенні, щоб отримати дані з навколишнього середовища. Програми працюють добре, навіть якщо телефон надійно заховано в кишені.
Це важлива перемога з точки зору зручності. «Сліпі мандрівники зазвичай використовують довгу тростину або собаку-поводиря, і тому одна рука вже зайнята, маневруючи тростиною або тримаючи собаку», — йдеться в дослідницькій статті, яка була опублікована в журналі ACM Transactions on Accessible Computing.
Це важлива перемога з точки зору зручності.
Для програми Wayfinding команда протестувала два окремих алгоритми: Azimuth/Steps і RoNIN. Перший запозичений із концепції відстеження кроків, створюючи двовимірний вектор кроків для кожного записаного кроку та інформацію про напрямок, отриману з бортового компаса телефону.
Для оцінки позиції користувача використовується система «мертвого рахунку». «Це схоже на стару техніку навігації, яка обчислювала шлях корабля за допомогою компаса для визначення курсу та чіп-лога (мотузки з кількома регулярними вузлами) для визначення швидкості», — пояснює Мандучі. «Ви відновлюєте шлях корабля, малюючи лінію на карті на основі виміряного курсу та швидкості».
Алгоритмічні помилки — або «дрейф» — неминучі. Щоб протистояти цьому, команда використала техніку під назвою фільтрація частинок, яка в основному використовується для просторового відстеження. У цьому випадку фільтрація часток була використана для додавання певних коригувальних обмежень, щоб уникнути цього дрейфу.
«Ми не можемо переходити через стіни (якщо ми не Супермен). Додавання цих попередніх обмежень (на основі базових планів поверхів) значно зменшує ефект дрейфу», — розповідає Мандучі Digital Trends.
Алгоритм RoNIN здебільшого використовувався для відмовостійкого та порівняльного аналізу, і під час тестування він знадобився лише один раз. Для оцінки найкоротшого маршруту додатки покладаються на систему Apple GameplayKit, структуру, яка переважно використовується для створення ігор. Примітно, що Apple вже має фреймворк внутрішньої карти, доступний для розробників.
«Ми не можемо переходити стіни (якщо ми не Супермен)».
Команда також використовувала елементи керування на основі смарт-годинника на Apple Watch, використовуючи комбінацію елементів керування, включаючи сенсорне свайпування, рух Digital Crown і VoiceOver. Додатки сповіщають користувачів про наступний поворот, неправильні моделі руху, орієнтири поблизу та коли вони входять на новий сегмент маршруту.
Команда висловила впевненість у інерційній техніці локалізації, яка керує додатком, головним чином тому, що вона доступна та не вимагає жодної зовнішньої інфраструктури для надання послуг навігації. Однак Мандучі каже мені, що Wayfinding і Backtracking — це «лише експериментальні програми, які ще далекі від версії розповсюдження».
Зокрема, команда розглядає шлях з відкритим вихідним кодом через Центр досліджень платформи програмного забезпечення з відкритим кодом UCSC. Однак публічний реліз може зайняти деякий час, щоб вирішити «кілька практичних питань», каже Мандучі. На жаль, одне з цих питань має принциповий характер.
Велике застереження
Зручність є постійною темою обох додатків, і, здається, немає жорстких апаратних обмежень. Я запитав, чи потрібен додаткам певний рівень кремнієвої вогневої потужності під час тестування, чи готова програма мала базову продуктивність.
Мандучі каже мені, що немає таких очікувань продуктивності від рідного обладнання, оскільки команда тестувала дві програми на iPhone X, який вийшов вісім років тому. Можна з упевненістю припустити, що коли ці дві програми будуть випущені публічно, більшість власників iPhone зможуть з легкістю запускати їх.
Тепер додаток Wayfinding керується наявністю планів поверхів. Це було б марно, якби програма не мала план поверху, уже збережений у своєму каталозі. Якщо говорити точніше, плани поверхів будівлі потрібно подавати у векторизованому форматі.
Команда Мандучі вже подолала одну сторону цієї вирішальної перешкоди. «Ми створили веб-додаток, який полегшує векторизацію плану поверху в будь-якому існуючому форматі, щоб його можна було використовувати в нашому додатку», — розповідає Мандучі Digital Trends. Він каже, що найближчим часом вони планують оприлюднити веб-додаток.
Справжньою перешкодою є доступність цих будівельних карт, векторизованих чи інших. «Наш досвід показує, що доступність планів поверхів громадських будівель невелика, і доступні плани поверхів можуть бути в різних форматах», — каже мені Мандучі.
Цю проблему можна вирішити лише за умови добровільної участі або якщо держава вирішить втрутитися. «Як архітектор, я даю своїм клієнтам план поверху або цифрову ескізну карту у форматі PDF, тому що це те, що їм потрібно бачити. Реально кажучи, величезні векторні карти у файлах IMDF їм ні до чого», — каже мені Хан.
Він наголошує, що тут немає такого поняття, як жорстка комерційна таємниця, але більшість архітектурних фірм або організацій не будуть ділитися 3D-векторними картами. «Думайте про це як про інтелектуальну власність, щось, що є основою моєї роботи», — каже мені Хан.
Ці векторні карти зазвичай створюються у таких вимогливих додатках, як Revit або AutoCAD, і їх можна переглядати та керувати лише за допомогою цих додатків. Отже, немає сенсу ділитися ними в будь-якому випадку, оскільки клієнту потрібна лише план поверху, який він може відкрити й зрозуміти, як малюнки на простому PDF-файлі чи цифровому аркуші.
Навіть якщо поточний власник певної будівлі погоджується надати копію карти для таких програм, як Wayfinding, їм спочатку доведеться відстежити архітектора або проектну фірму, яка стоїть за цим. Вони можуть або не можуть ділитися з матеріально-технічної, договірної чи будь-якої іншої захищеної законом причини.
«Ці програми принаймні пропонують життєздатне виправлення маршруту, щоб обійти ці помилки».
Однак ситуація стає ще складнішою для будинків, які перебувають у власності державних установ. Це може бути що завгодно: від найближчої державної лікарні до місцевої станції метро. Подача заявки на отримання дозволу та отримання дозволу на доступ до векторизованих карт може бути тривалим і виснажливим процесом.
В Індії, наприклад, університетські містечка, громадська інфраструктура та урядові установи були побудовані в британську колоніальну еру. Знайти карту чи навіть архітектурний план поверху було б все одно, що знайти голку в історичному стозі сіна.
Єдиний шлях вперед — це професійне цифрове переналаштування, що стане ще одним масштабним заходом. Наразі відкритий вихідний код здається єдиним значущим шляхом, оскільки це принаймні гарантує, що програми Wayfinding і Backtracking можуть надавати будь-яку значущу допомогу в навігації.
«Немає архітектурного забезпечення для незрячих людей. Немає жодних вказівок, які можна було б виконати», — каже мені Хан. «Ці програми принаймні пропонують життєздатне виправлення маршруту, щоб обійти ці помилки».
