觸覺圖形顯示終端：讓盲人享受“讀圖時代”

新華社北京2月1日電（記者郭穎 孫琪）雖然盲人能夠通過盲文學習和理解文字，但是幫助他們理解視覺資訊的工具非常有限。中國科研人員為盲人研發的一款計算機顯示器，有望讓他們也能充分享受“讀圖時代”。

清華大學未來實驗室裡，擺放著一臺“大幅面觸覺圖形顯示終端”原型機，整套裝置由電腦和一個特殊的顯示屏組成。在這個顯示屏上，7200個觸點組成凹凸點陣，計算機通過控制點陣，將傳統影象轉化為觸覺圖形，而盲人使用者可以通過觸控來讀取影象資訊。

系統內部的自鎖機械結構可以鎖定凸起的圖案以便閱讀，同時可以通過更新點陣顯示一系列圖片。另外這套系統具有引導裝置，聲音導航和語音互動功能，方便盲人使用者準確理解影象資訊。

據清華大學未來實驗室主任徐迎慶介紹，團隊已將這個原型機申請專利，有望在不久的將來通過和企業合作實現批量生產, 為更多盲人朋友帶來便利。

這一觸覺顯示器的研發凝結了徐迎慶團隊多年的研究和付出。2009年，徐迎慶從事“文化遺產數字化”研究時發現，在博物館裡，盲人只能通過語音介紹瞭解展品。

“如果能有裝置將展品樣子用‘可觸控’的方式展示出來，他們會有更多感性認識。”徐迎慶長期從事計算機視覺和互動體驗研究，從那時起他開始關注觸覺影象設計。

通過走訪，徐迎慶發現，盲人的學習生活離不開影象資訊，比如“學音樂要和樂譜打交道，學醫要理解人體解剖影象”。

“隨著科技的發展，網際網路的普及，圖片、視訊等視覺資訊日益豐富，如果沒有裝置幫助盲人閱讀影象資訊，這會讓他們遭遇更多資訊障礙，離數字世界越來越遠。”徐迎慶說。

開發觸覺影象顯示系統的關鍵在於如何讓計算機控制的點陣觸控圖形符合盲人影象認知規律並被他們理解。為此，團隊開始進行大規模的盲人使用者體驗調研。

清華大學博士生龔江濤為了理解盲人眼中的影象世界，進行了大量觸覺認知實驗，總共進行了超過500小時的使用者訪談。

“有些影象普通人一看就能理解，而他們卻很難通過觸覺影象理解。比如，他們很難理解透視，因此當我們想要呈現三維物體時，可以選擇一個或多個截面來表示。 此外，影象用對稱的方式呈現會更容易被識別。”龔江濤說。

龔江濤和團隊成員選取了242個常見物體的圖片製作成觸覺圖片展現在模擬器上，讓盲人一次次地去觸控，並通過交流了解什麼樣的圖形他們才能認知。

在得到大量反饋後，團隊使用機器學習的方式系統分析了可能導致觸覺影象識別困難的22個特徵，最終形成了觸覺圖片的設計指導原則，在人工智慧技術的幫助下，能夠生成更多觸覺影象。

據徐迎慶介紹，裝置研發的成功離不開多學科的交叉研究，專案集合了來自設計學、電腦科學、心理學、醫學等多個學科的研究人員。

“比如，我們運用功能性磁共振成像（fMRI）技術分析盲人視覺區域，以便深入瞭解他們的認知機理。”徐迎慶說。

除了研製裝置，徐迎慶的團隊也正和百度、阿里巴巴等企業進行聯合開發，通過連線網際網路，推動更多針對盲人使用者的無障礙應用的發展，例如盲人電子書籍，盲人搜尋和網上購物。

來自北京聯合大學特殊教育學院的楊光通過這個顯示器，在網上購物平臺上從六個形狀不同的水杯中挑選了自己最心儀的一個，他非常開心。

“以前在網上只能通過讀屏軟體聽商品的描述文字，經常需要求助身邊的人才能找到自己需要的商品，但現在通過觸控影象就可以獨立購物，這個功能對我們非常有用。”楊光說。

中國殘聯副主席呂世明說，中國有越來越多像徐迎慶這樣的團隊投入研發殘疾人需要的資訊無障礙的輔助產品，讓殘疾人也能享受科技帶來的便利。

“我相信，資訊化智慧化的人文社會，將為無障礙環境創造前所未有的美好願景。”呂世明說。（圖片、視訊均由清華大學提供）