Часы с сонаром помогут слепым ориентироваться в пространстве

Видео: Польские старшеклассники разработали устройство «Факел» для слепых (новости)

Когда пути биологов и компьютерщиков пересекаются, может родиться потрясающее изобретение.

Например, часы с сонаром для помощи слепым людям в ориентировании.

Эта идея пришла профессору биологии Уильяму Коннеру (William Conner), которые десятки лет изучал эхолокацию у летучих мышей, стремясь понять эволюцию общения у животных.

Коннер, который преподает инновационные технологии, создал специальный учебный курс под названием «Биовдохновение и биомиметика» (Bio-inspiration and Biomimetics). Этот курс рассматривает животных и растений, которые вдохновляют человека на создание новых технологий, подражание природе.

Профессор Коннер переговорил со своим коллегой Полом Покой (Paul Pauca), преподавателем информатики, который сразу заинтересовался новой технологией. Так родился этот проект. Ученые организовали междисциплинарную команду с участием студентов, которые в итоге воплотили идею Коннера в жизнь.

«Сонар для помощи людям с нарушением зрения – это прекрасный пример того, как работает мой учебный курс. Мы были вдохновлены сонаром летучих мышей, мы изучали его, а затем мы использовали его принцип для создания нового продукта. Студенты подхватили идею и сделали ее реальностью», - пишет профессор Коннер.

Студенческий проект

Джек Джейнс (Jack Janes) и Ран Чанг (Ran Chang), специалисты в области информатики, а также Доминик Прадо (Dominic Prado), биолог, начали работу над проектом методом мозгового штурма в сентябре этого года.

Студенты не теряли время даром. Они занялись изучением онлайн-материалов по этому вопросу, чтобы выбрать оптимальный путь применения радара для навигации слепых людей в пространстве. У каждого были свои идеи, из которых они отобрали лучшую.



Ученые сосредоточились на разработке устройства, которое можно носить на руке, как обычные наручные часы. Сонар должен стать если не основным помощником слепого человека, то, по крайней мере, ценным дополнением к собаке-поводырю и трости.

«Мы остановились на часах, потому что они маленькие и удобные. Назвали это устройство HELP (Human Echo Location Partner). Мы все верим, что это крутая вещь, которая поможет многим людям», - рассказывает Прадо.

Прадо участвовал в этом проекте из-за своего интереса к офтальмологии. Он считает эту работу в команде Коннера «несколько выходящей за пределы его зоны комфорта», но прекрасной возможностью, как для исследователя.

Как это работает

Прототип устройства состоит из нескольких компонентов. Он оснащен микропроцессором Arduino Lilypad и работает на JAVA-подобном коде, написанном Джейнсом. Устройство содержит сонар и два вибрирующих мотора от мобильных телефонов. Сонар измеряет расстояние до объектов и сообщает о нем пользователю с помощью вибраций. Частота вибраций пропорциональна дистанции до объекта, поэтому слепой человек будет оповещен не только о приближении к препятствию, но и расстоянии до него.

Пол Пока говорит, что он был впечатлен результатами работы его команды. Через две недели после первой встречи они уже имели на руках конструкцию устройства и знали, какие компоненты им нужны. За 2-3 недели они пришли к идее использования вибраций различной частоты, которая помогает определить расстояние до объекта.

Для тестирования новинки молодые исследователи подключили студентку своего университета Кэтрин Вебстер (Kathryn Webster), которая была слепой и передвигалась по университетскому кампусу с помощью собаки-поводыря Энцо.

«Я никогда еще не слышала о такой технологии, поэтому сразу захотела попробовать», - говорит девушка.

Одна из главных трудностей Кэтрин при передвижении по кампусу – это определить, открыта или закрыта дверь в аудиторию. Она начала носить устройство без собаки и обнаружила, что чудо-часы всегда точно сообщают о препятствии вибрацией.

Что дальше?

Следующим этапом работы над часами-сонаром станет тонкая настройка устройства. Кроме того, для коммерциализации новинку необходимо сделать меньше и приятнее. Сегодня, как видно на фотографии, она больше похожа на непонятный научный прибор, чем на стильные часы.

Молодые изобретатели хотят сделать устройство доступным – все его части и материалы на данный момент стоят всего $60, хотя не исключено, что после доработки себестоимость изделия будет выше.

Они также пытаются сделать сонар менее энергоемким, чтобы пользователю не приходилось постоянно менять батарейки. Студент из Пекина Ран Чанг предлагает использовать миниатюрные солнечные батареи, подобные тем, которые используют в калькуляторах. Прадо и Джейнс согласны с таким решением.

Чанг за время работы над часами-сонаром освоил некоторые полезные навыки, включая пайку. Он надеется параллельно с информатикой начать изучать бизнес. Джейнс, который планирует поступить на факультет инжиниринга, говорит, что встреча студентов-новаторов из разных областей помогла создать действительно ценное изобретение.

«Мы все поняли, что человек ограничен только своей креативностью и умом», - сказал Джейнс.