认知增强现实助手:不仅可用于可穿戴设备,还能帮助盲人导航

试想一下,如果你去了一个不熟悉的超市,你可以简单的环顾四周并且通过识别障碍物来进行行走,最终还能找到你要购买的物品。然而,盲人却需要通过其他感官来识别周围的空间。近些年,美国加州理工的研究人员将增强现实硬件和计算机视觉算法结合起来开发能够使对象“交谈”的软件,盲人可能会从中得到一些导航帮助。该设备通过便携式耳机佩戴,将光学世界转化为普通的英语音频。研究人员称道,他们希望在未来的某一天,该设备可以在银行、杂货店、博物馆以及其他地方得到普及,来帮助盲人熟悉周边的环境。

这项研究工作是美国的两位生物科学教授在实验室完成的,并且在11月27日出版了一篇论文。研究人员说道,如果全世界任何一个地方都可以发出声音,给人们作出提示,无论你指向任何目标,都可以通过设备来反馈到人的耳中,这样在现实生活中将会给人类带来巨大的便捷,而盲人也能从中获得最大的帮助。

在研究人员的研究中,他们研发出了一种CARA的系统,学名叫认知增强现实助手。CARA是为微软开发的名叫HoloLens的可穿戴式耳机计算机开发的,可以扫描用户的环境并识别个人物品,比如笔记本电脑或者桌子。使用CARA,环境中的每个对象都会发出声音,并且根据用户的命令说出其名称。该技术利用所谓的空间化声音,这使得物体根据它们在房间内的位置而发出不同的声音。

此外,研究人员为了避免一次性说话的声音,它们用几种不同的模式对CARA进行了编程,在第一次聚光灯模式下,对象仅在用户直接面对它时才显示其名称。当用户转过头面对各种物体时,每个物体都能说出自己的名称,物体声音的大小让用户能够感知到两者之间的距离。通过这种方式,视力受损的用户可以以环顾四周的方式来判断他周围的环境。当然用户也可以选择其中的一个对象进行专项对话,也可以将其用于导航指南。

为了测试CARA的实际应用,研究人员通过加州理工学院的Beckman行为生物学大楼为盲人志愿者设计了一条测试路线。为了完成任务,科学家们首先开发了一条通过建筑物的路线,并在佩戴HoloLens的同时跟踪它,HoloLens扫描环境并将其保存到记忆中。然后,盲人志愿者被要求使用CARA作为指导来导航。当每个志愿者开始时,一个似乎从路线前方位置发出的声音叫出“跟我来”,同时还告诉用户有关楼梯,扶手,转弯角等等。在CARA的带领下,所有七名志愿者在第一次尝试时成功完成了任务。CARA仍处于早期阶段,但将受益于计算机视觉算法的快速发展。研究人员已经在实施新的方案来实时识别物体和行人。最终,他们希望像银行,酒店和购物中心这样的地方能够为盲人客户提供CARA设备。

除了与CARA合作之外,该团队还开发了一种新的“标准化测试”,用于评估盲人各种辅助设备的性能。该方法提供了虚拟现实环境,世界上任何地方的研究人员都可以使用它来对设备进行基准测试,而无需重建真实的物理空间。

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