Бесконтактный ультразвуковой дисплей Брайля поможет слепым снять деньги в банкомате

Немецкие инженеры научились использовать ультразвуковой гаптический дисплей для бесконтактного отображения цифр шрифта Брайля. Он способен создавать в воздухе одновременно несколько зон, в которых ультразвуковые волны фокусируются и создают давление, различимое кожей. Авторы проверили разные режимы работы устройства и показали, что в одном из них слепые люди способны распознавать символы из четырех точек в 88 процентах случаев. Такой дисплей может пригодиться при работе с конфиденциальной информацией — например, при взаимодействии с банкоматом. Статья будет представлена на конференции DIS 2020, а ее препринт опубликован на arXiv.org.

Традиционно для отображения информации для слепых используется шрифт Брайля, состоящий из шести выпуклых точек на плоской поверхности. В последние годы появились также интерактивные дисплеи Брайля, работающие по такому же принципу, но способные отображать разный текст. Такие устройства используются редко прежде всего из-за высокой стоимости, а также из-за других факторов. Например, если речь идет о конфиденциальной информации, сторонний наблюдатель может подсмотреть ее. Кроме того, использовать один и тот же дисплей в публичных местах довольно негигиенично. В качестве альтернативы можно было бы использовать зачитывание информации системой синтеза речи, но это так же неконфиденциально.

Инженеры из Байройтского университета под руководством Йорга Мюллера (Jörg Müller) предложили использовать ультразвуковой гаптический дисплей для отображения информации на общедоступных устройствах для слепых. Они использовали коммерческое устройство, состоящее из массива ультразвуковых излучателей (16 на 16 штук). Принцип действия дисплея заключается в том, что оно дает команды на каждый излучатель в разное время. Если подобрать подходящую фазу для каждого излучателя, то в определенной точке они будут приходить в одно и то же время. А если модулировать сигнал в диапазоне, различимым рукой, то человек почувствует заметное давление и вибрацию в определенной точке пространства. Авторы использовали для модуляции сигнала частоты от 100 до 200 герц, причем для лучшей различимости точек они использовали для каждой из них свою частоту.

Помимо массива излучателей в дисплее также есть датчик Leap Motion для отслеживания положения руки. Это позволяет автоматически подстраивать точки фокусировки так, чтобы они находились вплотную к ладони, даже если она немного двигается.

Разработчики провели эксперименты и опробовали три разных схемы отображения символов: одновременная вибрация всех точек, поочередная вибрация отдельных точек или поочередная вибрация рядов из двух точек. Во время эксперимента 11 слепых людей подносили руку к дисплею и должны были прочитать показываемую им цифру (в латинском шрифте Брайля цифры и первые 10 букв обозначаются комбинациями из четырех верхних точек). Результаты показали, что при одновременном отображении всех точек цифры точность чтения составила 81 процент, при поочередной вибрации точек она составила 88 процентов, а при поочередной вибрации по рядам точность составила 75 процентов.

Кроме количественного исследования разработчики также провели и качественное, опросив участников эксперимента по стандартной для исследований в области интерфейсов шкале удобства систем. Опрос показал, что дисплей набрал 78,6 балла из 100. Инженеры предложили и создали несколько прототипов для практического использования, в том числе дисплей для банкомата и лифта.

Недавно Google выпустила клавиатуру Брайля для устройств на Android. Пользователь должен держать смартфон экраном от себя и тремя пальцами каждой из рук нажимать на области ввода. Помимо набора текста клавиатура также позволяет редактировать его и отправлять.

Григорий Копиев