Очки которые позволяют видеть слепым доклад

Обновлено: 04.07.2024

Зрение — это прекрасный дар. К сожалению, по тем или иным причинам некоторые люди его лишены. Но наука не стоит на месте, и уже сейчас разрабатывается как минимум пять проектов, которые смогут сделать жизнь незрячих и слабовидящих людей чуть легче.

Assisted Vision Smart Glasses

Камеры также подключаются к компьютеру, который сканирует изображение, выделяя, к примеру, номера автобусов, знаки и указатели. Модуль GPS используется для навигации, а гироскоп — для отслеживания поворотов головы человека и определения его положения в пространстве. Вся эта информация также будет проговариваться вслух в специальные наушники.

В будущем в наушники хотят добавить некое подобие искусственного интеллекта: научить их запоминать часто используемые предметы (например, любимую кружку для кофе), особенности интерьера (расположения дверей), а затем подсвечивать их.

Преимущества подобной технологии видны сразу. Но предстоит сделать еще много работы, в частности уменьшить размер очков: рабочие прототипы все еще очень и очень громоздкие. До конца года еще 100 участникам тестирования будут высланы эти устройства. Если образцы проявят себя хорошо и найдется инвестор, начнется глобальное производство умных очков для слепых.

Почти на другом конце земного шара, в мексиканском институте Cinvestav разрабатывают еще одни умные очки. В них используются достижения вычислительной геометрии, исследования искусственного интеллекта и ультразвуковые технологии. Такой технологический коктейль позволит очкам значительно облегчить жизнь слабовидящих людей.

У разработчиков уже есть легкий и эргономичный прототип, который выглядит почти как обычные очки для коррекции зрения и может без подзарядки в реальном времени проработать около четырех часов. Он может распознавать визуальную информацию, а также определять географическое положение человека. Очки в буквальном смысле снабжают слепого всеми необходимыми знаниями и вслух описывают окружающее пространство, включая номера, названия улиц, вывески и даже цвета. Искусственный интеллект внутри устройства способен учиться и запоминать популярные маршруты и предметы. Поскольку для ориентирования в очках используется ультразвук, они могут различать даже прозрачные предметы, к примеру окна, зеркала и стеклянные двери.

Коммерческую модель планируется собрать уже в августе, а в продажу выпустить в 2015 году. Ориентировочная цена устройства — $1000-1500.

Электронная книга Брайля

Впервые идея такого устройства появилась несколько лет назад в виде концепта от Yanko Design. Почему бы не создать электронную книгу (читалку) наподобие Kindle, только для слепых? Ведь шрифт Брайля появился еще в 1824 году и с тех пор нашел себе широкое применение. Кто бы что ни говорил про его эффективность, это один из немногих способов читать для слепых людей.

Компания Anagraphs решила развить эту идею. Ее инженеры начали работу над устройством, в котором точки шрифта Брайля появлялись бы благодаря термогидравлическим силам и лазерам. Проще говоря, символы будут формироваться из материала, чем-то напоминающего воск, под воздействием тепла.

К сожалению, первоначальное финансирование проекта закончилось, так что теперь команде разработчиков необходимо найти инвесторов, чтобы эта электронная книга была выпущена на рынок.

Это устройство разрабатывается в MIT. Оно надевается на палец руки и, когда человек водит над строчками в книге пальцем, распознает текст и воспроизводит его в звуковом формате. Подробно прочитать про этот инновационный гаджет можно в отдельной статье.

Arianna работает по другому принципу. GPS-навигация не работает внутри зданий, и программа призвана решить эту проблему. Название приложения — отсылка к древнегреческому мифу про путеводную нить Ариадны, которая не давала Тесею заблудиться в глубинах лабиринта Минотавра, и оно выбрано неспроста.

Что, если я перестану видеть? Что я буду делать? Есть ли способ как-то вернуть зрение? Может, современные технологии способны как-то решить проблему? Наверняка многие задавали себе эти вопросы. В этой статье мы попробуем дать на них ответы.

Согласно последним данным Всемирной организации здравоохранения, по состоянию на август 2014 года на нашей планете насчитывается около 285 миллионов слепых и людей с пониженным зрением. Из них 39 млн полностью слепы, а 246 млн страдают серьёзными нарушениями зрения. Также по статистике 18 % слепых не старше пятидесяти лет.

Что касается России, то, по некоторым официальным данным, здесь их 275 тысяч человек. На самом деле их больше. Если брать инвалидов по зрению, то в России их число оценивается в пределах от 2 до 5 млн, а полностью слепых из них насчитывается от 600 до 780 тысяч.

Такая вот печальная статистика. И количество слепых в мире к 2020 году может вырасти до 75 млн человек, по данным все той же Всемирной организации здравоохранения…

Так вот, как вы уже, наверное, догадались, в сегодняшнем материале пойдёт речь о последних достижениях науки и техники для людей с ограниченным зрением или полностью слепых. Ещё не так давно, вплоть до конца прошлого столетия, им было толком ничем не помочь. Но современные технологии творят чудеса.

А вот начиная с третьей категории уже официально считается, что человек страдает слепотой. Третья категория начинается с остроты зрения меньше 20/400 (3/60 по метрической системе). Четвёртая категория охватывает пациентов с остротой зрения ниже 1/60, а в пятой категории фиксируется полное отсутствие светоощущения. Также в этой классификации учитываются и границы поля зрения. Если поле зрения менее 10 градусов, то даже при центральной остроте зрения выше 20/400 человек считается слепым.

Большую популярность, особенно после запуска проекта Google Glass, набрали всевозможные интеллектуальные очки. Именно такой удобный формат и полёт фантазии разработчиков делают гаджеты этого типа максимально функциональными и полезными. Среди них можно выделить разработку сотрудников Центра исследований и передового обучения Мексики (CINVESTAV). Они предложили очки, которые объединяют ультразвуковую технологию, GPS, стереоскопическое видение и искусственный интеллект для того, чтобы помочь слепым ориентироваться в незнакомой среде.

Интеллектуальные очки, разработанные в CINVESTAV

Устройство состоит из пары линз, над которыми смонтированы две камеры, формирующие стереоскопическую картинку. Очки работают в паре с планшетом, обрабатывающим данные и дающим голосовые подсказки пользователю. Ультразвуковой модуль обеспечивает обнаружение статических и перемещающихся объектов вблизи. Искусственный интеллект помогает в распознавании местонахождения, при чтении разнообразных указателей и идентификации объектов — например, определяет номинал купюры или цвет одежды прохожего (что может быть полезно людям, страдающим дальтонизмом). Ну а GPS подскажет, куда направляться дальше. Впрочем, революционных идей здесь нет, ранее уже создавались схожие приборы, такие как OrCam, но расширенную функциональность можно только поприветствовать.

Интерес представляют также очки компании eSight Corporation, которые позволяют увеличивать объекты, находящиеся на расстоянии от 30 сантиметров. Благодаря бифокальным линзам пользователь может выбирать между просто увеличенным изображением и картинкой с повышенной контрастностью. Специальная конструкция позволяет максимально использовать периферийное зрение слабовидящего, которое нередко сохраняется намного лучше центрального зрения. Устройство может гибко настраиваться под особенности зрения и потребности конкретного пациента. Цена таких очков составляет порядка $15 тыс.

Очки eSight подходят людям с остротой зрения от 20/60 до 20/400 (то есть слепым пользы от них нет). Но небольшая группа британских исследователей под руководством Стефана Хикса (он основал компанию Assisted Vision и под этим брендом продвигает своё изобретение на рынок) предложила очки дополненной реальности, которые могут помочь слабовидящим с остротой зрения даже меньше 20/400, то есть практически слепым людям. Полноценного возвращения зрения, конечно, никто не обещает, но пациенты хотя бы смогут идентифицировать объекты и более безопасно ориентироваться в незнакомой среде.

Очки Assisted Vision

Как и большинство изобретений такого формата, очки включают пару прозрачных OLED-диплеев, камеру, модуль обработки, блок питания. Ключевым их отличием является изменённый подход к представлению информации. Как отмечают сами создатели, они решили больше не пытаться определять объекты. Вместо того чтобы, например, распознать стоящий перед пользователем стол, сообщить о том, что это стол и что он находится на таком-то расстоянии, очки Assisted Vision представляют всё пространство в поле зрения как области разной яркости. Чем предмет ближе, тем его яркость выше. Важно отметить, что очки не претендуют на замену зрительных органов, а лишь стараются обеспечить их дополнительной информацией, чтобы человеку было легче ориентироваться.

Первый в мире телефон с надписями, сделанными с помощью шрифта Брайля

Обновляемый дисплей Брайля

Ещё больше удобств предлагает дисплей Брайля. Это не дисплей в обычном понимании, а такая коробочка, которая может отображать текстовую информацию в виде символов азбуки Брайля (40/80 символов одновременно, в портативных моделях — меньше). Среди недостатков такого типа устройств стоит отметить необходимость понимать азбуку Брайля (а большинство слепых этой техникой не владеют), а также очень высокую цену в виду сложности аппарата.

Для ввода информации самым примитивным способом является простая диктовка текста в микрофон, после чего специальное программное обеспечение распознаёт речь и переводит его в цифровую текстовую форму или команды управления. Оно всё чаще появляется в мобильных устройствах, что открывает перед незрячими большие возможности.

Более гибкие возможности у клавиатур Брайля. Они представляют собой устройство для ввода символов Брайля с помощью клавиш с тиснением. Часто функции чтения и ввода текста объединены в одном устройстве. Например, в верхней части расположены клавиши для набора текста, а нижняя часть используется как дисплей Брайля. Дополнительной функцией может быть и синтезатор речи, что делает устройство более универсальным и удобным для разнообразных ситуаций. Как, например, скринридер SuperNova с интегрированным дисплеем Брайля.

Cкрин-ридер SuperNova с интегрированным дисплеем Брайля

Читая новостные заметки разных изданий, можно подумать, что бионический глаз – это абсолютное спасение для людей с проблемным зрением. Но журналисты иногда любят приукрасить действительность. Попробуем разобраться, что же действительно по силам новому изобретению?

В настоящее время медицинская наука ещё не имеет возможности создать электронную замену для целого глаза. Определённые успехи наблюдаются лишь в разработке имплантатов, которые имитируют функциональность отдельных элементов зрительной системы и могут их заменить. То есть бионический глаз может помочь лишь при некоторых (и в большинстве случаев весьма редких) формах слепоты. Но встречающиеся невероятные факты возвращения зрения полностью ослепшим людям сами по себе не могут не привлечь нашего внимания.

Самые большие успехи пока достигнуты в области создания протезов сетчатки глаза. Проблемы с деградацией сетчатки глаза нередко наблюдаются у людей в пожилом возрасте. Рецепторы при старении всё слабее реагируют на свет и со временем вовсе атрофируются, что приводит к полной слепоте. Но нервные клетки сетчатки глаза и сам зрительный нерв ведь остаются целыми и работоспособными. Именно это и используется в большинстве разработок, которые стимулируют оставшиеся живые клетки. На данном этапе развития отрасли получаемое изображение имеет очень маленькое разрешение и является черно-белым. А ведь цветные Full HD-телевизоры тоже не сразу появились.

Первый коммерчески доступный имплантат — ARGUS

Выделяют два основных подхода к построению имплантата сетчатки (на самом деле способов есть больше, но лишь два из них наиболее часто используются в реальных прототипах) – эпиретинальный и субретинальный. Вся разница между ними в том, что первые размещаются на внутренней поверхности сетчатки, а вторые – между внешним слоем сетчатки и пигментным эпителием. Эпиретинальные имплантаты непосредственно стимулируют нервные узлы. Неотъемлемой частью такой системы является внешняя камера, которая захватывает изображение, обрабатывает его и передаёт беспроводным способом имплантируемому электроду. Внешний трансмиттер также необходим для обеспечения постоянным питанием имплантата. Чаще всего камера и видеочип монтируются на очки. К достоинствам такого подхода относятся скромные габариты имплантата и возможность совершенствования системы за счёт внешнего оборудования, то есть уже без дополнительного хирургического вмешательства. С другой стороны, сложность алгоритмов обработки изображения относят к недостаткам эпиретинальных имплантатов.

Субретинальные имплантаты имеют более простую структуру. Эта система включает массив микрофотодиодов, монтируемых на единственный чип. Системы такого типа зачастую имеют намного больше электродов по сравнению с эпиретинальными имплантатами, что позволяет передавать больше информации о цвете. Такие системы могут вовсе не включать очков, а так как чип с микрофотодиодами меняет положение вместе с движением глаза, то пациент при переводе взгляда не должен вращать головой, как в случае с эпиретинальной системой. Главным недостатком таких систем является нехватка падающего света для формирования микрофотодиодами достаточного по величине тока. Поэтому во многих случаях всё же приходится использовать внешний источник питания. Кроме того, существует риск повреждения сетчатки из-за перегрева имплантата.

ARGUS II – яркий пример эпиретинального подхода

Самым ярким примером эпиретинального подхода является устройство ARGUS (сейчас актуальна вторая версия протеза, ARGUS II). Этот имплантат интересен тем, что стал первым в мире таким устройством, одобренным FDA (Food and Drug Administration). В прошлом году ARGUS II стал официально продаваться в США. Имплантат рассчитан на частичное восстановление зрения страдающих пигментным ретинитом людей, которых в мире насчитывается около 1,5 млн. Проблема в том, что стоимость аппарата превышает $100 тыс., поэтому на реальную помощь пока могут надеяться немногие из них.

Также хотелось бы отметить разработку группы немецких исследователей MPDA Project Alpha IMS, которая является примером субретинального подхода. Чип использует массив микрофотодиодов, которые собирают свет и преобразовывают его в электрический ток. При этом, как и в большинстве таких систем, есть потребность во внешнем источнике питания.

Система Alpha IMS

В июне этого года опубликован отчёт о результатах клинических испытаний имплантата. В эксперименте участвовали 29 слепых пациентов. Благодаря устройству, им удалось повысить остроту зрения до 20/546. Четверо пациентов смогли читать тексты с помощью имплантата. А 13 участников отметили повышение комфорта при выполнении повседневных задач.

Бионический глаз по версии Pixium Vision

В отличие от системы Alpha IMS, в которой используется массивный имплантируемый источник питания с кабелями, пересекающими склеру, Pixium Vision предлагает беспроводной фотогальванический субретинальный протез с питанием от импульсов света.

Система PRIMA от Pixium Vision

Результаты исследований, опубликованные в журнале Nature Medicine, показали способность PRIMA частично восстанавливать зрение крыс с дегенерацией сетчатки. Конечно, по уровню развития PRIMA ещё далеко до коммерчески доступной ARGUS, зато авторы пообещали, что их система будет в пять раз превосходить по уровню улучшения зрения существующие решения. Среди достоинств PRIMA отмечается одновременная передача изображения и питания для имплантата, благодаря чему отдельный внешний адаптер питания уже не требуется. Устройство поможет слепым распознавать предметы и передвигаться, минуя препятствия. Клинические испытания PRIMA стартуют в 2016 году.

Однако закончить статью хотелось бы не этим, а примерами из жизни, когда высокие технологии действительно творили чудеса, возвращая людям способность видеть.

В начале года средства массовой информации подхватили проникновенную историю о том, как женщина, страдающая болезнью Штаргардта (наследственное заболевание макулярной области, то есть самого центра сетчатки) и, по сути, слепая, смогла увидеть своего новорождённого. Без очков eSight (о них мы упоминали выше) Кейт Бейц (Kate Beitz) видела окружающий мир как одно сплошное размытое пятно. Но высокие технологии позволили ей различать эмоции сына и даже увидеть схожесть его губ со своими. В Северной Америке уже почти две сотни людей являются счастливыми владельцами этих чудо-очков.

Катя Бейц смогла увидеть новорожденного сыночка

Вот таким видит мир обладатель очков Assisted Vision

ARGUS II частично вернул зрение 80-летнему пенсионеру Рэю Флинну

И в завершение нашего рассказа предлагаем посмотреть на эмоции тех, кто вырвался из мира кромешной тьмы.

Человеческий глаз является сложнейшим живым механизмом. До 90 % информации об этом мире человек получает именно посредством зрения, и потому потеря зрения кардинально меняет жизнь человека, заставляя его организм буквально перестраиваться на новые рельсы, приспосабливаться к новому образу жизни.

В результате приобретенной потери зрения, даже при серьезном заболевании, человеческий глаз часто сохраняет чувствительность к свету, то есть способен различать свет и тьму. Такое явление называется остаточным зрением и дает надежду на восстановление зрения, над чем упорно трудится современная офтальмология.

Одной из новейших разработок этого раздела медицины является прибор, получивший название электронных очков.

Разбираемся в терминах

Специальная программа преобразует визуальную информацию в набор звуковых сигналов, предупреждая о препятствиях и рассказывая о расположении в пространстве разных предметов и объектов.

История появления

Сегодня работы по усовершенствованию электронных очков, созданных этой компанией, еще продолжаются.

Портативные очки eSight призваны помочь слабовидящим людям (и взрослым, и детям), утратившим зрение вследствие травм или заболеваний, хотя бы частично восстановить активный образ жизни. Одни, используя эти очки, становятся способны различать окружающие их предметы и самостоятельно ходить, другие могут даже читать или работать за компьютером.

Как работают электронные очки?

Очки eSight представляют собой комплект из нескольких сложнейших механизмов: встроенной камеры, линз, двух экранов и пульта управления.

Изображение, зафиксированное высокоскоростной камерой, передается специальной программе, которая в режиме реального времени обрабатывает полученный видеоряд и передает его на OLED-экраны высокого разрешения, встроенные в линзы.

Пульт управления электронных очков позволяет улучшить картинку, адаптируя ее под особенности зрения конкретного человека: настроить яркость и контрастность изображения, а также увеличить изображение до 14 раз.

Каждая модель таких очков фактически изготавливаются на заказ, поскольку крайне важна адаптация прибора под особенности зрения конкретного человека.

Английский аналог

Аналогичные очки в настоящее время создаются и на другом континенте – в Великобритании. Профессор Оксфордского университета Стивен Хикс создал очки, по углам оправы которых размещены миниатюрные камеры. Как и в предыдущем случае, изображение, записанное камерами, обрабатывается специальной программой и передается на полупрозрачные линзы-дисплеи.

Очки также оснащены встроенным электронным компасом и GPS-навигатором, а потому способны облегчить слабовидящему человеку ориентацию в пространстве.

Безусловно, электронные очки стали инновационным прорывом современной офтальмологии. И работа в этом направлении продолжается.

Есть много способов сделать ваши возможности безграничными!

Электронные очки: самые популярные модели

Несколько современных компаний производителей электронных гаджетов занимались разработками подобных устройств. Сегодня они предлагают приборы, которые способны радикально изменить жизнь инвалидов по зрению.

Очки E-sight

Разработаны эти очки в Канаде. Они снабжены специальной камерой, способной увеличивать изображение в 14 раз и записывать все происходящее. Вся полученная информация преобразовывается в сигналы, которые понятны слабовидящему человеку.

Линзы очков – это экраны с очень качественным разрешением. Картинка на них отображается в режиме реального времени. Пользоваться такими электронными очками могут только люди, у которых есть хоть какое-то зрение, даже очень слабое. Полностью слепым они не помогут.

Управление гаджетом позволяет изменять контраст и яркость полученного изображения, значительно его увеличивать, чтобы рассмотреть мелкие детали.

Пока такие очки стоят очень дорого – порядка 15 тысяч долларов. Их делают по индивидуальным заказам с учетом особенностей состояния владельца.

Очки Smart

Описанные выше очки основаны на возможности воспринимать хоть какую то визуальную информацию. Есть еще одна подобная разработка от ученого Оксфордского университета Стивена Хикса. Это очки с инфракрасным проектором и миникамерами. ИК проектор способен измерять расстояние до объектов, информация подается человеку в доступной для него форме.

Это изобретение еще не поступило в массовую продажу и находится в стадии подготовки к промышленному выпуску. В ближайшем будущем оно поможет людям со слабым зрением стать более независимыми.

Звуковые очки

Еще один гаджет изобрел иерусалимский ученый Амир Амеди. Вот это устройство способно помочь даже слепым. Работает оно по звуковому принципу. Камера очков преобразует сигнал визуальный в звуковой. Это устройство подмены восприятия дает возможность незрячему человеку довольно уверенно ориентироваться в пространстве и обнаруживать препятствия. Такие очки позволяют распознавать характер объекта: определить человека и даже прочитать надписи.

Практика показала, что абсолютно слепые люди могут очень уверенно пользоваться этим устройством, даже более уверенно, чем слабовидящие. Секрет в том, что у незрячих очень чутко реагирует слух.

Бионический глаз

Очки с камерами – это удивительные изобретения, но наука на этом не останавливается. Сегодня уже вовсю идет речь о создании бионического глаза, способного заменить настоящий человеческий зрительный орган.

Компанией Second Sight уже создана искусственная сетчатка. Камера очков проецирует информацию на систему электродов, встроенных в поврежденный глаз, а они, в свою очередь, возбуждают фоторецепторы. В результате слепой человек получает картинку. Несовершенную, но это лучше, чем полная слепота. Пока эта технология слишком дорогая – такая сетчатка стоит почти 100 тысяч долларов. Но в современном мире технологии стремительно дешевеют, так что вопрос их массового применения будет решен в ближайшем будущем.

Если вас заинтересовала эта тема и вы хотите дополнить ее своей информацией, пишите в комментариях!

Читайте также: