Device: Разработан навигатор для людей без слуха и конечностей

Ученые из Университета Райса в Хьюстоне разработали носимое устройство на тканевой основе, которое простукивает запястье пользователя воздухом под давлением, беззвучно помогая ему сориентироваться в нужном направлении.

Исследование, опубликованное 29 августа в журнале Device, показало, что пользователи правильно определяли направление движения устройства в среднем в 87% случаев. Поскольку в носимом устройстве большая часть системы управления встроена в саму ткань, а вместо электроники используется воздух, оно может быть создано более легким и компактным, чем существующие конструкции.

Мы предполагаем, что это устройство будет использоваться людьми, которые нуждаются или хотят, чтобы информация передавалась им в частном порядке и таким образом, чтобы ее можно было легко интегрировать в одежду или другие носимые устройства, — говорит Марсия О'Мэлли, заведующая кафедрой машиностроения Университета Райса и автор исследования.

Носимые устройства могут принести пользу людям с ампутированными конечностями, людям с потерей слуха, а также специалистам, таким как хирурги, пилоты и солдаты, которые перегружены визуальной и слуховой информацией.

Визуальные и слуховые сигналы, такие как мигающая лампочка на приборной панели или пинг нового текстового сообщения, могут эффективно передавать информацию. Однако в повседневной жизни многие люди перегружены подобными сигналами, и если слишком много уведомлений передается одним и тем же способом, информация может потеряться в беспорядке. «Альтернативой могут стать тактильные стимулы (Haptics), которые включают в себя ощущения жара или холода или сигналы, основанные на давлении на кожу.

Но если устройства, воспроизводящие визуальные или звуковые сигналы, широко распространены в повседневной жизни, то устройства, использующие тактильные сигналы, пока еще редкость, поскольку для их работы требуется громоздкое оборудование, утяжеляющее пользователя.

Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи из Университета Райса разработали легкое и удобное носимое устройство из текстильных материалов, которое можно носить на руке пользователя. По словам Барклая Джумета, кандидата наук в области машиностроения и ведущего автора исследования, тестирование устройства заключалось в измерении силы, действующей на пользователя в зависимости от давления и формы носимого устройства, что оказалось довольно сложной задачей, поскольку разные пользователи по-разному воспринимали сигналы от одного и того же устройства.

У каждого человека своя форма руки, свое восприятие «приятных ощущений» с точки зрения прилагаемых усилий и времени их приложения, а также разные возможности реагирования на тот тип тактильных сигналов, которые мы подавали, — говорит Джумет.

К счастью, наша платформа на текстильной основе легко адаптируется к различным типам и размерам тела.

Протестировав работу тактильных рукавов в лабораторных условиях с участием людей, исследователи решили проверить, насколько хорошо эти устройства помогут пользователям ориентироваться в реальных условиях. Два рукава были встроены в рубашку и дополнены текстильным поясом, на котором крепились дополнительные компоненты, что сделало устройство портативным. Затем экспериментатор подавал пользователю сигналы, указывая, куда идти на протяжении одного километра.

Мы были поражены тем, что пользователь смог ориентироваться на улицах Хьюстона и впоследствии прокладывать путь по 50-метровым фигурам «Тетриса» на открытом поле со 100%-ной точностью, получая и интерпретируя навигационные тактильные сигналы», — сказал Дэниел Престон, доцент кафедры машиностроения и автор-корреспондент исследования.

В другом навигационном тесте участник снова с абсолютной точностью интерпретировал подсказки, на этот раз при езде на электроскутере по асфальтированным кирпичным, бетонным тротуарам и дорожкам с гравием.

Дальнейшие разработки будут направлены на улучшение способности передавать еще более сложные сигналы, которые будут по-прежнему легко и естественно восприниматься пользователем, — заключает Престон.

29.08.2023