5 项移动技术帮助残疾人创造公平竞争的环境 [视频]

移动设备因其将互联网接入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，这些设备有可能开启前所未有的沟通、导航和独立的新可能性。这种移动“辅助”技术的出现，深受 25 年前通过的《美国残疾人法案》（ADA）的影响，标志着残疾人向前迈进了一大步。

美国国会于 1990 年 7 月通过了《美国残疾人法案》，这是一项保护残疾人免受歧视的民权法。该法案要求企业、学校和政府机构必须遵守某些规定，以确保人们平等地获得其服务和设施。匹兹堡大学生物医学信息学助理教授哈里·霍奇海瑟说，在过去的四分之一个世纪里，《美国残疾人法案》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。

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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。

此类功能的例子不难找到。Apple 的 VoiceOver 软件是内置于其 Mac 和移动操作系统中的屏幕阅读器。适用于 iOS 的 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。Google 通过其 TalkBack 功能在 Android 移动设备上提供类似的功能。Apple 和 Google 的移动设备也都可以与蓝牙连接的盲文键盘配合使用。此外，Apple、Google Android 和其他移动设备上提供的“辅助触控”应用程序可帮助无法执行某些手势（例如使用触摸屏所需的多指滑动）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，要么在寻找资金以进行下一步研究。“如果说有什么问题，我认为最大的问题是转移——实验室里有那么多好的想法展示了辅助技术的可能性，但它们并没有投入到实践中，”同时也是计算机协会无障碍委员会主席的霍奇海瑟说。他补充说，对于许多这些项目来说，成功的关键将是在操作系统级别找到将新的辅助功能紧密集成的方法，以便它们可以与现有设备无缝使用。

以下五项技术有可能进一步将当今流行的 Apple iOS、Google Android 和其他流行的移动设备转变为可以为患有各种残疾的人提供更高程度的自由和独立性的工具。

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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可以帮助视力障碍人士购物的一种方式。图片：由史密斯-凯特威尔眼科研究所提供

条形码阅读器
自20 世纪 70 年代初开始使用的条形码阅读器，不再是仓库工人和商店店员的专属领域。Apple 的 App Store 和 Google Play 上有许多应用程序，这些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，应用程序开发人员已经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，他们可以将这些标签贴在不同的物品上，然后使用其 Apple 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的一些标准 UPC（通用产品）和 QR（快速响应）代码。

这些条形码和二维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和锁定条形码。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，该扫描仪包含一种计算机视觉算法，该算法每秒可以处理多个视频帧，以检测距离约 12 厘米的条形码。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，以帮助视力障碍的用户定位条形码。

到 2012 年底，史密斯-凯特威尔的研究人员詹姆斯·库格伦和恩德·特金开发了他们的“条形码定位和解码引擎”或 BLaDE（pdf），这是一个 Android 智能手机应用程序，旨在使失明或视力障碍的用户能够查找和读取产品 (UPC-A) 条形码。BLaDE 软件仍然可用，尽管该项目的资金已经结束，库格伦和特金不再积极开发该代码。“多年来，我们一直与一些有兴趣将 [BLaDE] 开发成功能齐全的条形码阅读器应用程序/系统的各方联系，”库格伦说。瑞士网站 CodeCheck.info 与瑞士盲人联合会合作，使用早期版本的 BLaDE 构建了一个 iPhone 应用程序，使视力障碍人士能够查找和读取条形码。库格伦说，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

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数字盲文显示器，其大小和厚度与平板电脑相似。 图片来源：由 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，而不是传统计算机显示器中的灯光来传递信息。它们通过使用软件从计算机的操作系统收集网页的内容来实现此目的。该软件将单词和图像转换为盲文的数字版本，然后使用一排可触摸的指状矩形单元来表示文本，这些矩形单元像多米诺骨牌一样并排排列。每个单元都有六个或八个小孔，通过这些小孔，圆头引脚可以在压电陶瓷致动器的帮助下伸出和缩回，以表示各种盲文字符。每次有人用手指（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。

考虑到现有的一次显示一行的盲文显示器导致视力障碍人士错过了网络上的大部分内容，北卡罗来纳州立大学的一个研究团队在 2005 年开始开发一种可以翻译单词和图像的显示器，转化为由最多 25 行，每行 40 个并排单元格组成的触觉显示。到 2012 年，研究人员成立了一家名为 Polymer Braille 的初创公司，并获得了美国国家科学基金会 (NSF) 和美国教育部提供的资助，以开发他们的新型盲文显示器。计划要求它的大小和厚度与平板电脑相似，并使用一种对施加的电力作出反应而移动的电活性聚合物薄膜。这种移动会抬高和降低引脚，以创建表示盲文字母、图形信息或数学方程的点阵列。

去年，美国国家科学基金会向 Polymer Braille 追加了为期两年的近 800,000 美元的资助，以帮助该公司在 2016 年年中之前构建一个功能齐全的盲文显示器原型。该公司总裁、首席执行官兼前北卡罗来纳州立大学学生杨佩春表示，Polymer Braille 成功的关键将是创建一种成本约为 1,000 美元的显示器，这比目前市场上任何产品的价格都要低几千美元。相比之下，韩国的 Tactisplay Corp. 最近开始销售一款售价 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型便携式设备，它可以捕获和分析数字图像，然后在手持显示屏上以盲文形式呈现。Tactisplay Walk（见下文视频）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手指阅读器。图片由麻省理工学院提供

可穿戴式手指阅读器
有时，使用屏幕阅读器和类似的应用程序并不是很理想，该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打印文本时无法提供帮助。为了帮助满足这些需求，一个国际研究团队正在开发一种手指佩戴式设备，即使在光线昏暗的情况下，视力障碍人士也可以使用它将任何文本转换为音频。

来自麻省理工学院媒体实验室、新加坡科技设计大学以及新加坡南洋理工大学的研究人员开发了几种不同版本的FingerReader。第一种版本使用两个触觉电机——一个在手指上方，另一个在下方——当手指偏离文本行时会振动。第二种版本使用音乐音调来警告手指没有正确跟踪。第三种变体结合了振动和声音。该设备配有一个微型摄像头和旨在实时处理视频的软件，当手指从左向右扫过时会进行处理。

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智能手机接口。该技术也可能有助于那些有学习障碍或阅读障碍的人。一个单独的研究团队正在探索指尖设备的更多用途，并且最近因其FingerSight传感器而获得了专利，该传感器为视障用户提供有关较远物体的信息。

以下视频展示了FingerReader的实际应用

由麻省理工学院提供，通过Vimeo

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HoverZoom可在三星Galaxy S4和S5 Android智能手机上使用，使移动设备显示屏甚至在手指接触屏幕之前就能检测到手指。由不莱梅大学提供

悬停检测/屏幕键盘增强
移动设备的屏幕键盘甚至会让没有身体障碍的人感到沮丧。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接触屏幕之前就检测到手指。

苹果公司在2011年为一项“悬停敏感设备”技术申请了专利，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，在其某些运行谷歌Android系统的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。

德国不莱梅大学数字媒体小组的研究员弗雷德里克·波尔曼表示，对移动设备进行编程，使其能够准确识别与屏幕保持一定距离的手势在技术上具有挑战性。波尔曼多年来一直在研究这个问题，并为三星Galaxy S4和S5 Android设备开发了一款名为HoverZoom的移动应用，这两款设备都包含Airview，并且具有足够的处理能力来避免用户手指移动与设备对该移动做出响应之间的任何延迟。波尔曼表示，目前该项目没有太多正在进行的开发工作，因为他正在撰写关于迄今为止研究的论文。他补充说，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。

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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——这是通过移动设备使用ASL的关键组合。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，FaceTime和Skype等移动视频电话应用程序近年来变得非常流行，能够实现更流畅的视频流，减少延迟。对于那些通过移动视频使用手语交流的有听力障碍的人来说，这是个好消息。然而，缺点是，流式视频会产生大量数据流量，这会减慢移动网络的速度。如果设备的流量套餐有限，该技术就会变得昂贵。

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了数年时间研究一种压缩视频的方法，使其能够占用更少的带宽，并更好地通过移动网络实现手语通信的使用。MobileASL（美国手语）压缩项目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的流量负担，以便在功能较弱的移动电话上显示，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——这是通过移动设备使用ASL的关键组合。研究人员在去年年底发表的一项研究中得出结论，MobileASL的压缩算法使聋人在移动视频中以明显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机会副院长伊芙·里斯金说。研究人员不再积极开发MobileASL，部分原因是自该项目开始以来，实时网络视频已经有了很大改进。尽管如此，里斯金表示，如果手机运营商选择在其实时视频编解码器中实施MobileASL，该技术可以进一步减少数据流量。

以下视频包含人们通过移动设备在MobileASL技术的帮助下使用ASL进行通信的演示

由华盛顿大学提供，通过YouTube