28.11.2011

Uczeni z AGH opracowują GPS dla niewidomych

Naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie chcą pomóc osobom niewidzącym. Dlatego opracowują niezwykle innowacyjny - nie tylko na skalę Polski, ale także Europy i świata - system ostrzegania przed niebezpieczeństwem. To przełomowe podejście do rozwiązania problemów, jakie niewidomi codziennie napotykają na ulicy, peronie, wsiadając do tramwaju czy autobusu.


Bransoletka wielkości zegarka na rękę odpowiada za wysłanie sygnału uruchamiającego odpowiednią funkcję systemu - ostrzegawczą lub informacyjną.

W tej chwili badane są m.in. progi czucia wibracji, czyli jak nasz nadgarstek reaguje na poszczególne częstotliwości i amplitudy.

Zdaniem prof. Wiciaka, system może pełnić funkcję „mówiącej" tablicy informacyjnej. Jeśli niewidomy zbliży się do jakiegoś ważnego punktu - poczty, apteki, banku czy urzędu miasta, to usłyszy odpowiednią informację.

Osoba, która ma na nadgarstku bransoletkę, pojawia się w miejscu, gdzie jest zamontowany system (na zdjęciu obrazowany przez czarne pole), bransoletka wysyła uruchamiający go sygnał. System uaktywnia się i w tej samej chwili rejestruje fakt, że w strefie zagrożenia (schodów, krawędzi peronów, wykopów lub innych niebezpiecznych miejsc) pojawiła się osoba niewidoma.

System składa się z trzech modułów. Pierwszy, to antena o dowolnej długości i kształcie, która rejestruje pojawienie się w pobliżu osoby niewidomej. Drugi, tzw. kontroler, to niewielka skrzyneczka mająca za zadanie przesyłanie informacji o tym, że w pobliżu jest osoba niewidoma oraz informacji zwrotnej, która wywoła odpowiednią reakcję systemu. Trzecim elementem jest bransoletka wielkości zegarka na rękę - tłumaczy prof. Jerzy Wiciak z Katedry Mechaniki i Wibroakustyki, Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki. Bransoletka działa tak: jeżeli osoba, która ma ją na nadgarstku, pojawia się w miejscu, gdzie jest zamontowany system, bransoletka wysyła uruchamiający go sygnał. System uaktywnia się i w tej samej chwili rejestruje fakt, że w strefie zagrożenia (schodów, krawędzi peronów, wykopów lub innych niebezpiecznych miejsc) pojawiła się osoba niewidoma. Wtedy układy wibracyjne zabudowane w bransoletce zaczynają wibrować. Wibracje będą różnego rodzaju: do każdej niebezpiecznej sytuacji będzie dopasowana inna sekwencja wibracji, aby niewidomy szybko się zorientował, jaką ma przed sobą przeszkodę.

 


Pomysł jest genialnie prosty, jednak jego opracowanie było niezwykle skomplikowane. Początkowo zakładano, że system będzie tylko ostrzegał o niebezpieczeństwach i przeszkodach, jak schody czy wykopy na chodniku, wysyłając sygnały poprzez bransoletkę. Ale po konsultacjach z osobami niewidomymi okazało się, że rozwiązanie warto rozbudować w taki sposób, aby system generował sygnały dźwiękowe i współpracował z urządzeniami sygnalizacji świetlnej przy przejściach dla pieszych.

 

 

Wyobraźmy sobie, że osoba niewidoma chce przejść na drugą stronę ulicy. Zielone światło dla pieszych przy większości przejść można już wywołać, naciskając przycisk znajdujący się pod sygnalizacją świetlną. Ale czy łatwo znaleźć przycisk, gdy się go nie widzi? Na pewno nie, dlatego naukowcy chcą, aby w momencie pojawienia się niewidomego koło przejścia, zarówno zmiana świateł, jak i sygnał dźwiękowy uruchomiły się automatycznie, dzięki impulsowi wysłanemu z bransoletki. Upraszczając: rolę przycisku spełni bransoletka, wysyłając sygnał zmieniający światło.


Po drugie, istnieje możliwość zainstalowania głośników przy różnego rodzaju makietach, które opisują najciekawsze miejsca w Krakowie. Są już takie m.in. na placu Szczepańskim i placu Matejki. To trójwymiarowe mapy, na których można zobaczyć jak wygląda cały taki plac. „Przewidujemy, że osoba niewidoma nie tylko będzie mogła tego dotknąć, ale też usłyszy informację akustyczną. Czyli bransoletka zasygnalizuje, że pojawił się niewidomy i w tym momencie włączy się automat z czytanym przez lektora tekstem opisującym miejsce, w którym jesteśmy" - mówi dr inż. Bartłomiej Borkowski.

 

Trzecim elementem jest funkcjonowanie systemu jako „mówiącej" tablicy informacyjnej. Jeśli niewidomy zbliży się do jakiegoś ważnego punktu - poczty, apteki, banku czy urzędu miasta, to usłyszy odpowiednią informację, np. „Jesteś przy urzędzie miasta, schody znajdują się na wprost, drzwi rozsuwają się automatycznie. Wydział Architektury i Urbanistyki znajduje się na I piętrze..." oraz podstawowe informacje, które zawsze znajdują się na tablicach przy wejściu do urzędu.

 

Prof. Wiciak przewiduje jeszcze jedną możliwość użycia systemu: osoba niewidoma znajdująca się na przystanku komunikacji miejskiej, na którym jest zamontowany system świetlny informujący o nadjeżdżających tramwajach i autobusach, będzie słyszała informację, na jakim jest przystanku oraz zapowiedź nadjeżdżającego tramwaju czy autobusu. Chodzi o to, aby niewidomy nieco wcześniej wiedział, jakiej linii autobus niebawem przyjedzie. Np. będzie słychać komunikat: „To przystanek AGH, za minutę nadjedzie autobus 179". "Wystarczy zamontować głośnik, który powinien się uruchomić tylko wtedy, gdy w pobliżu jest osoba niewidoma. Cały czas to podkreślamy - nie będzie zapowiadany każdy nadjeżdżający tramwaj czy autobus. Informacji akustycznej potrzebuje osoba niewidoma; gdy jej nie ma, informacja nie jest potrzebna. To wynika z tego, że dużo jest opinii negatywnych na temat informacji akustycznych na przejściach dla pieszych. Osoby mieszkające w pobliżu skarżą się na hałas (klekot lub pikanie)" - mówi dr Borkowski.


Prace nad projektem trwają już dwa lata. Na dokończenie potrzeba jeszcze roku. W tej chwili trwają prace związane z budową samego systemu, kolejnych prototypów i wersji zarówno hardware'u i software'u, które są potrzebne do obsługi tego urządzenia. Oprócz tego badane są progi czucia wibracji, czyli jak nasz nadgarstek reaguje na poszczególne częstotliwości i amplitudy. Trwają też badania numeryczne, które odpowiedzą, w jaki sposób rozkłada się pole elektromagnetyczne wokół anteny, która jest używana w tym systemie. "Badamy różny sposób budowy tej anteny i sprawdzamy, która będzie dla nas najbardziej korzystna" - mówi prof. Wiciak. Antena ma być pasem o szerokości ok. trzydziestu centymetrów, montowana np. pod posadzką. Musi na tyle łatwo się rozwijać i być dowolnego kształtu, aby można nią było bez problemu otoczyć np. powstały w chodniku wykop. Naukowcy zakładają, że będzie to odpowiednikiem stosowanej obecnie biało-czerwonej taśmy służącej do ogrodzenia miejsca wykonywania robót.


Profesora Wiciaka i jego współpracowników czeka pracowity rok: muszą oni jednoznaczne określić kształt anteny-sensora, zminiaturyzować bransoletki i zintegrować je z istniejącym systemem informacji turystycznej i komunikacji miejskiej. Ostatnim etapem będzie powstanie biblioteki pewnych standardów dla osób niewidomych, która będzie zawierała mapkę wypukłą przedstawiającą, gdzie jest zamontowany system i jaki algorytm wibracji jest dopasowany do danego miejsca. Planuje się też wybudowanie w ośrodkach szkolno-wychowawczych dla osób niewidomych w Krakowie oraz w Owińsku pod Poznaniem tzw. „miasteczka", czyli rodzaju parku krajobrazowego, w którym każde dziecko nauczy się pewnych sytuacji i zapozna z systemem. Powstanie też trójwymiarowa mapka, która pokaże, jak wygląda np. rejon dworca w Krakowie. Dotykając tej mapki, dzieci nauczą się na pamięć, jak wygląda określony teren. Będą wiedziały, w którym miejscu jest zamontowane urządzenie generujące takiego rodzaju wibracje. Aby to lepiej zrozumieć, wyjdą do „miasteczka", gdzie korzystania z systemu nauczą się w praktyce.

A co z dorosłymi? Oni dostaną wraz z bransoletką coś w rodzaju instrukcji obsługi. Pytany o koszty bransoletki profesor Wiciak odpowiada: „To jest urządzenie użyteczności publicznej, ono powinno być dostępne dla wszystkich".


Aby niewidomi mogli korzystać z systemu, trzeba wytypować miejsca, w których system będzie instalowany w pierwszej kolejności, np. na peronach, przy wykopach, czy schodach. Ale to już zadanie dla urzędników. Profesor mówi: „Nasza rola jest taka, żeby zbudować ciekawy, rozsądny, mądry system. Zareklamować go w każdy możliwy sposób. Przedstawić go na różnego rodzaju targach, czy konferencjach, żeby zainteresować nim jak najwięcej osób w Europie i na świecie, a rolą innych jest podjęcie decyzji, kiedy i gdzie będzie on montowany". „Na razie zainteresowanie systemem jest bardzo duże" - mówi dr Borkowski.

 

 

Tekst: Ilona Trębacz, Zdjęcia: Zbigniew Sulima