5 种移动技术帮助残疾人获得公平竞争的机会 [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强大能力而变得非常流行。然而，对于残疾人士来说，这些设备有可能开启前所未有的新的沟通、导航和独立的可能性。移动“辅助”技术的兴起，在很大程度上受到 25 年前通过的《美国残疾人法案》（ADA）的影响，标志着残疾人士向前迈出了一大步。

美国国会于 1990 年 7 月通过了 ADA，作为一项民权法，以保护残疾人免受歧视。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。过去四分之一世纪以来，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·霍奇海泽说。

，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报告，如今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便利使用的辅助功能，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例子。苹果的 VoiceOver 软件是一个内置于其 Mac 和移动操作系统中的屏幕阅读器。适用于 iOS 的 VoiceOver在用户的手指划过图标和文本时，会朗读 iPhone 或 iPad 屏幕上的信息。谷歌通过其 TalkBack 功能在 Android 移动设备上提供类似的功能。苹果和谷歌的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 Android 和其他移动设备上的“辅助触控”应用可以帮助无法执行某些手势的用户，例如使用触摸屏所需的多指滑动。

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。 “如果有的话，我认为最大的问题是转移——实验室里有许多好主意展示了辅助技术的可能性，但它们并没有投入实践，”霍奇海泽说，他还是计算机协会可访问性委员会的主席。他补充说，对于许多这些项目，成功的关键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。

以下五种技术有可能进一步将当今流行的苹果 iOS、谷歌 Android 和其他流行的移动设备转化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器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 1970 年代初开始使用的条形码阅读器不再是仓库工人和店员的专属领域。苹果的应用商店和谷歌应用商店有数十个应用程序，可以将智能手机变成条形码扫描器，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商品的一种方式。Digit-Eyes例如，让 iOS 设备的用户创建标签，他们可以将标签贴在不同的商品上，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商品标签上的一些标准 UPC（通用产品）和 QR（快速响应）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，该扫描仪包含一种计算机视觉算法，该算法可以每秒处理几帧视频，以检测距离大约十几厘米的条形码。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·考夫兰和恩德·特金开发了他们的“条形码定位和解码引擎”，或称为 BLaDE (pdf)，这是一款旨在使盲人或视力障碍用户能够查找和读取产品（UPC-A）条形码的 Android 智能手机应用程序。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/系统表示感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，使用早期版本的 BLaDE 构建了一款 iPhone 应用程序，使视力障碍人士能够查找和读取条形码。考夫兰说，该软件今年已被下载 15 次，但他补充说，他不知道视力障碍人士特别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提供，通过 YouTube

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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：由 PhotoDisc/Getty Images (MARS) 提供

可刷新盲文显示器
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。他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做到这一点。该软件将文字和图像转换为盲文的数字版本，然后用一排可触摸的指甲大小的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。每个单元有六个或八个小孔，通过这些小孔，圆形引脚可以在压电陶瓷致动器的帮助下伸缩，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，引脚配置都会刷新以表示网页文本的下一行，依此类推。

考虑到现有的每次一行盲文显示器导致视力障碍人士错过了网页上提供的大部分内容，北卡罗来纳州立大学的一个研究团队于 2005 年开始开发一种显示器，该显示器可以将文字和图像转换为由多达 25 行（每行有 40 个单元并排）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，并获得了国家科学基金会 (NSF) 和美国教育部资助，以开发他们的新盲文显示器。计划要求它在尺寸和厚度上与平板电脑相似，并使用一种响应施加的电力而移动的电活性聚合物薄膜。这种移动会抬起和降低引脚，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 又向 Polymer Braille 授予了一项为期两年、价值近 80 万美元的拨款，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。Polymer Braille 成功的关键是创建一个成本约为 1000 美元的显示器，比目前市面上的任何产品都要便宜几千美元，公司总裁、首席执行官和前北卡罗来纳州立大学学生杨培群说。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的便携式设备，它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。预计 Tactisplay Walk（见下面的视频）的售价约为 7,000 美元。

由 Tactisplay Corp. 提供，通过 YouTube

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来自麻省理工学院媒体实验室、新加坡科技与设计大学和新加坡南洋理工大学的研究人员正在开发FingerReader。由麻省理工学院提供

可穿戴指尖阅读器
有时使用屏幕阅读器和类似的应用程序并不理想，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的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尖佩戴设备，视力障碍人士可以使用该设备将任何文本转换为音频，即使在光线昏暗的条件下也是如此。

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开发了几种不同版本的FingerReader。第一种版本使用两个触觉马达——一个在手指上方，另一个在手指下方——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。研究人员迄今为止在连接到 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。该技术也可能有助于那些有学习障碍或阅读障碍的人。一个独立的研究团队正在探索指尖佩戴设备的更多用途，并且最近因其FingerSight传感器获得了专利，该传感器可以为视障用户提供有关更远处物体的信息。

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 可在三星 Galaxy S4 和 S5 Android 智能手机上运行，使移动设备显示屏能够在手指触摸屏幕之前检测到手指。由不来梅大学提供

悬停检测/屏幕键盘增强
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做出的手势。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取动作来向设备发出命令。为了不甘示弱，三星在其某些运行 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。

据德国不来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，使其能够准确识别与屏幕保持一定距离的手势在技术上具有挑战性。Pollman 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与设备响应移动的能力之间出现任何延迟。Pollman 说，由于他正在撰写关于迄今为止研究的论文，目前该项目没有太多的持续开发。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，这对于通过移动设备使用 ASL 至关重要。由Huntstock/Thinkstock提供

移动设备美国手语 (MobileASL)
近年来，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变得非常流行，从而能够以更少的延迟实现更流畅的视频流。对于使用移动视频通过手语交流的听力障碍人士来说，这是个好消息。但是，缺点是，流式视频会产生大量数据流量，从而可能会降低移动网络的速度。如果设备的流量套餐有限，该技术就会变得昂贵。

华盛顿大学和康奈尔大学的研究人员团队花了数年时间研究一种压缩视频的方法，使其占用更少的带宽，并更好地支持通过移动网络进行手语交流。 MobileASL（用于美国手语）压缩项目的想法是通过允许视频在较慢的网络上传输，从而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。

自从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，这对于在移动设备上使用 ASL 至关重要。研究人员在去年末发表的一项研究中得出结论，MobileASL 的压缩算法使失聪人士能够以远低于正常数据流量速度的比特率和帧率，通过移动视频流畅地使用 ASL 进行交谈，华盛顿大学工程学院的电气工程教授兼多元化和访问副院长 Eve Riskin 说。研究人员不再积极开发 MobileASL，部分原因是自该项目开始以来，实时网络视频得到了很大改进。尽管如此，Riskin 表示，如果手机运营商选择在其实时视频编解码器中实施 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 技术辅助下，通过移动设备使用 ASL 进行交流的演示

由华盛顿大学提供，通过 YouTube