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產業技術評析

視覺障礙者空間導航與環境辨識智慧輔助科技發展
發表日期:2017-03-08
作者:周文凱(工研院IEK)
摘要:
視覺障礙者由於視覺能力的下降,在日常生活產生相當多的限制,目前雖已有許多的輔助工具開發以提升視覺障礙者的基本生活能力,但是對於外出時的環境認知與空間引導,以及社交時需要辨識對方身份、表情情緒辨識等功能的輔助仍非常缺乏,因此需要相關的智慧輔助科技發展讓需求者回到更舒適有尊嚴的生活型態。

全文:
一、前言

根據WHO於2014年的研究報告指出,全球約有2.9億位視覺障礙患者,其中3,900萬人全盲,其餘則受視力低下的困擾。另外,根據臺灣衛生福利部2015年的統計資料,臺灣目前有近58,000名領有手冊的視覺障礙者,相較2010年成長3.1%。視覺障礙者由於視覺能力的下降,在日常生活、學習、行動及社交上產生相當多的限制,常造成和社會的隔閡,也常造成心理及情緒上的影響。目前雖已有許多的輔助工具開發以提升視覺障礙者的基本生活能力,如相關的高對比及影像放大閱讀輔具、觸摸或聲響提示輔具等,但是目前對於外出時的環境認知、室內空間引導、購物時的商品資訊取得困難,而社交時需要辨識對方身份、表情情緒辨識等功能的輔助仍非常缺乏,常依靠照護者的協助,也影響了視障者的獨立生活的品質與尊嚴,因此急需相關的智慧輔助科技發展來讓需求者回到健康、舒適且有尊嚴的生活型態。

二、視覺障礙智慧輔助科技發展

目前視覺障礙患者在獨立出外活動時,大多使用白手杖、導盲犬或是語音導航裝置(GPS)的協助導引方向,但視障者對於外出的需求並不僅於點到點之間的轉向與移動,目前這些輔具對於移動路途中的商店或是環境資訊取得有一定的困難,另外,在室內或是有遮蔽的空間定位或是導向需求,如:尋找餐廳出入口、廁所,或是尋找捷運的閘門或手扶梯也常是視障朋友遇到的難題,需要視障者長時間的摸索與記憶,但如果要去不熟悉的環境,常常造成視障者的憂慮及不安。

隨著智慧手機與低功耗藍芽(BLE)的微定位訊號發射器 (Beacon) 普及,在近幾年以普遍於商業廣告、旅遊景點、博物館等應用,當相容協定的智慧手機進入Beacon信號範圍內時,便可觸發手機上的App進行相關的應用程序操作,推播相關的產品促銷特價訊息或是協助導覽。此技術也開始被應用於無障礙空間的設計,以Beacon的微定位及訊息推播功能,利用手機語音輸出讓視障朋友了解目前所在的空間位置及環境資訊,相關的應用案例包含有ustwo公司於倫敦地鐵站內佈建Beacon,尤其在手扶梯與長廊轉折處提供所在位置資訊,協助視障者能在擁擠且複雜的地鐵站內了解目前自身所在的位置,並找到想去的站台位置;Indoo.rs協助舊金山機場建置室內的導航系統,可協助視障者於機場內經過廁所、餐飲店時發出語音通知,或是找到正確的登機口或是行李轉盤。波蘭研究中心(National Centre of Research and Development of Poland)更進一步與大眾接駁工具應用整合,於公車站與接駁車輛上建置相關的設備,視障者可從攜帶式裝置上接收到車輛預估的進站時間資訊,當車輛進站時也可通知視障者車號,提供正確的轉乘導引資訊。

圖一 Beacon應用於視障者導航
資料來源:公司官方網頁;工研院IEK(2017/2)
圖一 Beacon應用於視障者導航

另外視障者在外出活動時常遇到的困擾也包含了無法快速的辨識出迎面而來的朋友是誰、正在溝通的人的表情狀態以及身邊環境有什麼物件等,微軟於2016年發表Seeing AI專案,發展視覺影像擷取、人工智慧圖像辨識和自然語言處理等認知服務(Cognitive Service)技術,此系統可搭載在頭戴式智慧眼鏡或是相關的穿戴式設備上使用,透過語音來形容使用者的周遭環境,協助辨識前方有什麼人、做什麼事、與自己交談的人的年齡與表情,還可以讀出文字、回答使用者的問題,還可以協助閱讀餐廳菜單,而無需像以往一般須依靠點字或是旁人提示,協助視覺受損或盲人來理解他們周遭的人事物,提升生活自主性。

圖二 人工智慧環境資訊辨識
資料來源:公司官方網頁;工研院IEK(2017/2)
圖二 人工智慧環境資訊辨識

三、小結

隨著全球失能人口持續成長,國際越來越注重輔助科技的發展,協助障礙者能達到獨立自主的能力與尊嚴,讓視障者不但能獨立到達想去的地方、辨識出親友,也能購買需要的物件。

我國政府亦投入輔助科技的發展,2015年9月行政院科技會報辦公室於行政院院會提報「輔助科技之研發及產業發展」,科技會報辦公室協調相關機關,將輔助科技有關事項納入「臺灣生物經濟產業發展方案」中,聚焦產業發展重點項目,促使輔助科技成為我國未來的新興健康產業。臺灣產學研界在視障者輔助科技的空間定位及物體辨識方面皆陸續投入,空間定位導航方面,在硬體beacon部分臺灣已經有多間廠商投入生產販售,如:KKlabs、太和光、宇程資通,其中在視障者服務應用方面,目前太和光已與多間協會合作”微光計劃”測試,建立視障者導航系統,協助參考點定位及指引方向以提供智慧友善環境。對於物體辨識的部分,目前主要仍以學研單位開發為主,技術發展內容主要透過條碼或是顏色、標誌、物件辨識,對於複雜的環境、身分及情緒等圖像或語音整合分析能力尚有待發展。

目前國際廠商持續開發整合多元輔助功能的產品,臺灣在相關硬體技術及製造上已具備一定的能量,但是在軟體及服務上仍不能滿足視障者的需求,未來廠商若能投入相關技術開發,強化產品技術含量,並擴增服務應用層面,滿足使用者需求,將有助於提升產品競爭力,帶動產業的成長,將相關硬體及服務推向國際市場。

(本文作者為工研院IEK執行產業技術前瞻研究與知識服務計畫產業分析師)

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更新日期:2020-04-08

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