5 项移动技术帮助残疾人实现公平竞争 [视频]

移动设备因其将互联网访问和社交网络等现代便利融入日常生活的能力而变得非常流行。然而，对于残疾人来说，这些设备具有释放前所未有的沟通、导航和独立的新可能性的潜力。这种在《美国残疾人法案》（ADA）通过 25 周年之际，受到其重大影响的移动“辅助”技术的出现，标志着残疾人向前迈出了一大步。

美国国会于 1990 年 7 月通过了《ADA》，作为一项保护残疾人免受歧视的民权法律。该法案要求企业、学校和政府机构必须遵守某些要求，以确保人们平等地获得其服务和设施。在过去的四分之一个世纪里，《ADA》促使研究人员和工程师在开发新产品和服务时考虑残疾人的需求，哈里·霍赫海泽说。

，他是匹兹堡大学生物医学信息学助理教授。

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根据美国疾病控制与预防中心上周发布的一份报告，今天，超过五分之一的成年人患有某种形式的残疾。幸运的是，近年来几乎所有的计算机和移动设备都集成了方便其使用的辅助功能，其中包括语音识别；语音转文本或文本转语音；以及字幕。

不难找到此类功能的示例。苹果的 VoiceOver 软件是一款内置于其 Mac 和移动操作系统中的屏幕阅读器。iOS 版 VoiceOver 会在用户将手指划过图标和文本时，大声朗读 iPhone 或 iPad 屏幕上的信息。谷歌通过其 TalkBack 功能，在安卓移动设备上提供了类似的功能。苹果和谷歌移动设备也可以与蓝牙连接的盲文键盘配合使用。此外，苹果、谷歌安卓和其他移动设备上提供的“辅助触摸”应用可以帮助无法执行某些手势（例如使用触摸屏所需的多个手指滑动）的用户。

一些最令人兴奋的辅助技术仍处于早期阶段，要么在实验室中，要么在寻找资金以迈出下一步。“如果说有什么问题，我认为最大的问题是转化——实验室中有很多好主意展示了辅助技术的可能性，但却没有投入到实践中，”霍赫海泽说，他也是计算机协会的无障碍委员会的主席。对于许多此类项目，成功的关键是在操作系统级别紧密集成新的辅助功能，以便它们可以与现有设备无缝使用，他补充说。

以下五项技术有可能进一步将当今流行的苹果 iOS、谷歌安卓和其他流行的移动设备转变为可以为患有各种残疾的人们提供更高程度的自由和独立的工具。

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基于智能手机的条形码扫描仪应用程序是移动设备帮助视力障碍人士购物的一种方式。图片来源：史密斯-凯特威尔眼科研究所提供

条形码阅读器
条形码阅读器自 20 世纪 70 年代初开始使用，不再是仓库工人和商店职员的专属领域。苹果应用商店和谷歌 Play 中有许多应用程序将智能手机变成条形码扫描仪，以帮助进行库存管理、数据收集甚至价格检查。最近，应用程序开发人员开始将这些扫描仪视为帮助视力障碍人士在工作或购物时识别物品的一种方式。例如，Digit-Eyes 允许 iOS 设备的用户创建标签，他们可以将标签贴在不同的物品上，然后使用其苹果设备上的自动对焦摄像头读取这些标签。该应用程序还可以读取商店产品标签上找到的许多标准 UPC（通用产品）和 QR（快速响应）代码。

这些条形码和 QR 码扫描仪应用程序的早期版本——包括 RedLaser、诺基亚的 Point and Find 和 Realeyes3D——要求用户能够看得足够清楚，以便通过智能手机的屏幕定位并对准条形码。然而，在 2009 年，史密斯-凯特威尔眼科研究所的研究人员 (pdf) 提出了一种基于智能手机的扫描仪，其中包括一种计算机视觉算法，该算法每秒可以处理几个视频帧，以从大约十几厘米的距离检测条形码。他们提出的扫描仪还可以通过手机的扬声器发出方向信息，以帮助视力障碍用户定位条形码。

到 2012 年底，史密斯-凯特威尔的研究人员詹姆斯·考夫兰和恩德·特金开发了他们的“条形码定位和解码引擎”，或 BLaDE (pdf)，这是一款安卓智能手机应用程序，旨在使失明或视力障碍的用户能够找到和读取产品 (UPC-A) 条形码。BLaDE 软件仍然可用，尽管该项目的资金已经结束，考夫兰和特金不再积极开发该代码。“多年来，我们一直与一些对将 [BLaDE] 开发成功能齐全的条形码阅读器应用程序/系统表示兴趣的各方保持联系，”考夫兰说。瑞士网站 CodeCheck.info 与瑞士盲人联合会合作，使用 BLaDE 的早期版本构建了一个 iPhone 应用程序，使视力障碍人士能够找到和读取条形码。考夫兰说，今年该软件已被下载 15 次，但他补充说，他不知道特别是视力障碍人士在多大程度上使用了 BLaDE。

以下视频演示了 BLaDE 如何作为视力障碍人士的辅助工具工作

由史密斯-凯特威尔眼科研究所通过 YouTube 提供

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研究人员正在开发一种与平板电脑大小和厚度相似的数字盲文显示器。图片来源：PhotoDisc/Getty Images (MARS) 提供

可刷新的盲文显示器
可刷新的盲文显示器使用机电控制的引脚（与传统计算机显示器中的灯不同）来传达信息。它们通过使用软件从计算机的操作系统中收集网页的内容来实现这一点。该软件将文字和图像转换为数字版的盲文，然后使用一排可触摸的指尖大小的矩形单元（像多米诺骨牌一样并排排列）来表示文本。每个单元都有六个或八个小孔，可以通过这些小孔使用压电陶瓷执行器伸出和缩回圆形引脚，以表示各种盲文字符。每当一个人用手指（从左到右）读取盲文行时，引脚配置会刷新以表示网页文本的下一行，依此类推。

2005 年，北卡罗来纳州立大学的一个研究小组担心现有的一行式盲文显示器导致视力障碍人士错过了网络所能提供的大部分信息，因此开始开发一种可以将文字和图像转换为触觉显示器的显示器，该显示器包含最多 25 行，每行有 40 个单元并排排列。到 2012 年，研究人员成立了一家名为 Polymer Braille 的初创公司，并获得了国家科学基金会 (NSF) 和美国教育部 (U.S. Department of Education) 的资助，以开发他们的新盲文显示器。该计划要求它的尺寸和厚度与平板电脑相似，并使用一种电活性聚合物薄膜，该薄膜会响应施加的电力而移动。这种移动会升高和降低引脚，以创建表示盲文字母、图形信息或数学方程式的点阵列。

去年，NSF 向 Polymer Braille 额外授予了 价值近 80 万美元的两年期拨款，以帮助该公司在 2016 年中期之前构建一个功能齐全的盲文显示器原型。Polymer Braille 成功的关键是创建一个成本约为 1,000 美元的显示器，比目前任何可用的显示器都要便宜几千美元，该公司总裁、首席执行官兼北卡罗来纳州立大学前学生 杨佩春 说。相比之下，韩国的 Tactisplay Corp. 最近开始销售一款价值 8,500 美元的 类似平板电脑的盲文设备。Tactisplay 还计划销售一款更小的便携式设备，该设备可以捕获和分析数字图像，然后在手持显示器上以盲文呈现。Tactisplay Walk（见下方视频）预计售价约为 7,000 美元。

由 Tactisplay Corp. 通过 YouTube 提供

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来自麻省理工学院媒体实验室、新加坡科技设计大学和新加坡南洋理工大学的研究人员正在开发 FingerReader。图片来源：麻省理工学院

可穿戴手指阅读器
有时，使用屏幕阅读器和类似应用程序并非理想选择——这些软件在将文本转换为语音时可能不准确且速度较慢，并且在尝试阅读纸质印刷文本时无法提供任何帮助。为了帮助解决这些需求，一个国际研究团队正在开发一种指戴式设备，视力障碍人士可以使用该设备将任何文本转换为音频，即使在昏暗的照明条件下也可以。

来自麻省理工学院媒体实验室、新加坡科技设计大学和新加坡南洋理工大学的研究人员已经开发了几种不同版本的FingerReader。第一个版本使用两个触觉马达——一个在手指上方，另一个在下方——当手指偏离文本行时，它们会振动。第二个版本使用音乐音调来提醒手指没有正确跟踪。第三个变体结合了振动和声音。该设备配备了一个微型摄像头和软件，旨在当手指从左向右扫过时实时处理视频。

FingerReader目前仅作为原型存在，但研究人员已经在考虑新的配置和用途。到目前为止，研究人员已经在连接到FingerReader的笔记本电脑上进行了实验，但计划创建一个更便携的版本，与Android智能手机连接。这项技术或许还能帮助那些有学习障碍或阅读障碍的人。另一个研究团队正在探索指戴式设备的更多用途，并且最近获得了一项专利，用于其FingerSight传感器，该传感器为视力障碍用户提供有关更远距离物体的讯息。

以下视频展示了FingerReader的实际操作

由麻省理工学院提供，通过Vimeo

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HoverZoom 适用于三星 Galaxy S4 和 S5 Android 智能手机，使移动设备显示屏能够在手指甚至触摸屏幕之前检测到手指。由不莱梅大学提供

悬停检测/屏幕键盘增强功能
移动设备屏幕键盘甚至会让没有身体残疾的人感到沮丧。因此，研究人员正在尝试“悬停检测”功能，该功能允许移动设备显示屏在手指甚至触摸屏幕之前检测到手指。

苹果公司在 2011 年获得了一项名为“悬停敏感设备”的技术专利，该技术可以检测到在屏幕附近进行的手势。该专利描述了识别众所周知的手或手指动作的能力，例如“OK”手势、用紧握的拳头敲击手势或抓握动作，以向设备发出命令。三星也不甘示弱，在其某些运行 Google Android 的 Galaxy 设备上加入了对其 Airview 功能的支持，该功能允许用户在不触摸屏幕的情况下放大文本或激活应用程序。与此同时，谷歌一直在通过其Project Soli追求基于手势的控制，作为与智能手表等小型触摸屏交互的一种方式。

据德国不莱梅大学数字媒体小组的研究员 Frederic Pollman 称，对移动设备进行编程，使其能够准确识别距离屏幕一定距离的手势在技术上具有挑战性。Pollman 多年来一直致力于解决这个问题，并为三星 Galaxy S4 和 S5 Android 设备开发了一个名为 HoverZoom 的移动应用程序，这两款设备都包含 Airview 并且具有处理能力，可以避免用户的手指移动和设备响应移动之间出现任何延迟。Pollman 表示，由于他正在撰写关于迄今为止的研究论文，因此目前该项目没有太多持续的开发工作。随着更新、更强大的设备集成 Airview 或其他类型的悬停检测功能，人们可能会有更多机会尝试 HoverZoom，他补充道。

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自 2008 年开发 MobileASL（美国手语）以来，研究人员一直在研究其在较低带宽下实现更高质量视频的能力——这对通过移动设备使用 ASL 至关重要。由Huntstock/Thinkstock提供

移动设备美国手语 (MobileASL)
随着网络数据速度的提高，移动视频电话应用程序 FaceTime 和 Skype 近年来变得非常流行，这使得视频流更加流畅，延迟更少。这对那些使用移动视频通过手语进行交流的听力障碍人士来说是个好消息。然而，这也有一个缺点，因为流式传输视频会产生大量数据流量，从而可能导致移动网络速度变慢。如果设备的流量套餐有限，该技术的成本会很高。

一个由华盛顿大学和康奈尔大学的研究人员组成的团队花费数年时间研究了一种压缩视频的方法，以便它可以占用更少的带宽，并更好地支持通过移动网络使用手语交流。 MobileASL（美国手语）压缩项目背后的想法是通过允许在较慢的网络上发送视频来减轻高速网络上的流量负担，以便可以在功能较弱的移动电话上显示视频并消耗更少的电池电量。

自2008 年开发 MobileASL 以来，研究人员一直在研究其在较低带宽下实现更高质量视频的能力——这对通过移动设备使用 ASL 至关重要。研究人员在去年年底发表的一项研究中得出结论，MobileASL 的压缩算法使听力障碍人士能够通过移动视频以远低于正常数据流量速度的比特率和帧率流畅地使用 ASL 进行对话。华盛顿大学工程学院电气工程教授兼多元化与访问副院长 Eve Riskin 说。研究人员不再积极开发 MobileASL，部分原因是自该项目启动以来，实时网络视频得到了很大改进。尽管如此，Riskin 表示，如果手机提供商选择在其实时视频编解码器中实现 MobileASL，该技术可以用来进一步减少数据流量。

以下视频包含人们在 MobileASL 技术的帮助下通过移动设备进行 ASL 通信的演示

由华盛顿大学提供，通过 YouTube