日常生活中,在常人看來簡單的讀書、寫字甚至是走路,對于盲人以及視力受損者而言都是不小的困難。于是,市面上出現了各式各樣的可穿戴設備或儀器,用來改善他們的日常生活,幫助他們恢復視力,
這些設備可以用于身體很多部位,比如可以套在手腕上、穿在身上、戴在頭上等等,但它們普遍存在一個問題,那就是過于笨重臃腫,以至于大家并不想穿戴。
對此,瑞士伯爾尼大學部的 Ruxandra Tivadar 教授表示:“就目前而言,市面上很多可穿戴設備在社會上的接受度普遍偏低,這是因為當人們戴上它們時身體會變得非常臃腫,就像是穿了盔甲一樣,然而人們并不想因為他們的損傷而引起大家的注意,”
此外,義大利理工學院視障人士研究所所長 Monica Gori 指出,兒童設備的需求仍然存在很大的空缺,“目前全球范圍大約有 3 億視力障礙患者,這其中約有 2000 萬是兒童,然而,在對迄今為止 48 種可用設備的分析中只有 2 種是為兒童設計的。” 她說。
近日,認知神經科學學會(CNS)年度會議在瑞士伯爾尼舉辦,會議期間,Tivadar、Gori 和其他小組成員向大家介紹了該領域幾種新的解決方案,包括設備和技術,
用于探索 2D 空間的平板電腦
來自法國的初創公司 Hap2U 開發出一種振動觸摸技術,設備外觀看上去像是一個平板電腦,當手指觸摸屏幕時,屏幕下的發出的超聲波可在指尖上形成力度適中的振動摩擦,從而產生接近于真實的細致觸感,就像是屏幕表面帶有紋理一樣,
作為伯爾尼認知計算神經科學小組的成員之一,Tivadar 和研究小組在平板電腦上使用 Hap2U 公司的技術繪制了一所公寓布局的 2D 輪廓。隨后,研究小組讓實驗者戴上眼罩,使用手指在平板電腦上摸索這種帶有紋理的輪廓布局,
圖 | 在平板電腦上進行探索的實驗者(來源:University of Bern)
最終他們發現,在 45 分鐘(這段時間里還接受了無視覺探索的訓練)內,實驗者通過這種觸摸設備摸索公寓 2D 輪廓,隨后在真實公寓空間里成功實現自我導航,
Tivadar 和同事們與 Hap2U 合作,開發出了這種使用紋理來展示空間的技術。“數字觸覺技術成功地傳輸了空間資訊。” 她在會議上說道。
她還表示,這項技術最切合實際的應用將會是行動電話,同時結合聲音反饋和 GPS 語音提示,可以很好地幫助盲人探索物理空間,
用于盲人互動的音頻手環
Gori 通過將近十余年的反復研究發現,盲童經常在觸覺任務和聽聲辨位中表現出障礙,比如難以通過觸摸來辨別物體的方向,或者難以判斷與聲音之間的距離。
為了更好地改善盲童在感知以及社交上的這種障礙,Gori 研發出一款專門用于盲人互動的音頻手環(ABBI),這款手環集成了音頻系統,而且還搭載運動傳感器,可以在沒有可視化數據的情況下發出聲音,幫助使用者恢復空間感。
圖 | 用于盲人互動音頻手環(來源:IIT-Istituto Italiano di Tecnologia)
她和研究小組還進行了一項研究,從 6 歲到 17 歲的盲童挑選出 44 名并劃分為兩組,實驗組使用音頻手環、對照組不使用音頻手環。實驗結果表明,與對照組的兒童相比,使用音頻手環 3 個月的兒童在一系列訓練活動中提高了自身的聽覺和運動技能,并且這種技能在 1 年之后也沒有明顯的衰退跡象,
視網膜植入物和光遺傳學療法幫助恢復視力
除了剛剛提到的新型設備,技術層面也取得了一些創新。法國巴黎視覺研究所所長 Serge Picaud 在會議上介紹了視網膜修復術以及光遺傳學療法的最新進展,這兩種療法可以幫助視力受損者逐漸恢復視力,
圖 | PRIMA 植入物的眼睛圖像(來源:Pixium Vision)
當前,Picaud 正與巴黎 Pixium Vision 公司協作,聯合斯坦福大學部的 Daniel Palanker 實驗室,開發一種名為 “PRIMA” 的無線電極芯片,將其植入患者眼睛可以幫助改善或恢復視力。“目前,在患者眼睛中植入 PRIMA 之后,其視力已經達到了低于法定失明的水平,比如可以閱讀信件,”Picaud 說。
圖 | 研究人員發現至少需要 625 個像素才能識別一張臉(來源:Institute of Vision)
Picaud 和團隊在研制視網膜假體過程中發現,至少需要 625 個像素才能識別出一張臉,為了達到 625 像素,研究小組開發出兩套方案:
其一,在眼部的一個區域使用兩個植入物;
其二,在植入物上使用更小的電極,
但是電極想要做得更小非常困難,為了把分辨率提升至細胞級別,Picaud 及其研究小組轉向光遺傳學療法,即一種基因被引入到眼睛后部的細胞中,使它們變得對光敏感,值得一提的是,Picaud 團隊最近將光遺傳學療法轉移到人類臨床試驗中,用來針對一種罕見的遺傳性眼病 —— 視網膜色素變性的治療,
以上只是認知神經科學學會上展示的部分設備和技術,相較于傳統的解決方案,新技術讓人們有了更多期待,相信未來,還將會出現更多技術幫助視力受損者恢復視力,為他們的生活帶來希望和曙光。
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https:http://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/devices/neuroscientists-unveil-tech-for-the-vision-impaired-bionic-eyes-textured-tablets-and-more
好令人激動的發明!