|
分享到 Facebook 推至Plurk 推至twitter 北科大學生以Kinect技術研發視障輔助
文/陳芸英
圖/陳芸英、北科大提供
台北科技大學資工系所學生黃翊庭、潘王翔、郭奕成，以紅外線感測搭配彩色影像資訊，再用語音輔助視障者路況，研發出體感器輔具，取代導盲犬或手杖的這項作品，獲得「2012軟體創作達人暑期成長營」最佳團隊獎。
由教育部主辦，成功大學承辦的這項活動一共吸引57隊大專生參加，營隊邀請微軟、趨勢科技等30位廠商擔任評估委員，最後16隊進入期末評比，希望從中發掘有潛力的軟體創作人才。
負責研發的兩位資工系的同學翊庭和王翔從大一開始就是同班同學，王翔高中念商工，因參加商業競賽的文書處理得名，以此甄試到北科大；翊庭則是2008年全國技能競賽網頁設計獲得銅牌而推甄上北科大，相同的背景使得兩人從同學變為好友，連出遊都在一起。
去年他們認識伊甸基金會喜愛3C產品的李繼吾，全盲的他聊到自己在生活上的一些不便，包括無法偵察地面的突出物、無法預知前方環境的改變、上下樓梯前反應不及、電梯開門卻不知是否可進入、高懸之物常威脅頭部安全、室外環境過度複雜適應不來；也提到導盲犬在台灣受訓、培育、配對不易的問題。
這新鮮的話題引起他們的關心，「我們開始思考，有沒有可能將導盲犬的功能結合在機器上，以透過影像辨識周圍環境的方式，提供視障者好一點的服務？」這是研發輔具的起點。
他們想到Kinect這台機器。
Kinect 是一台微軟提供的XBOX遊樂器的體感裝置（在家樂福看得到），它很特別的一點是具有深度感測器和一個彩色影像的攝影機；深度感測器可以預知前方的距離，間接了解本身距離前方的障礙物有多遠，例如前面有樓梯，那麼在到達兩公尺之前可以預知，或告知電梯開關門的狀態；但是Kinect通常放在桌上或電視櫃，那麼可否將這台機器裝在視障者身上當作導引的輔具？
他們模擬時就用Kinect偵測前方的狀況。實驗方法是透過電腦使用五條線段針對地面進行掃描，回傳每點的深度距離，判斷該路況是否可以行走。
系統設計流程依序為是系統啟動、初始化設定、深度影像擷取、深度線段掃描、地面特徵運算，告知前方障礙物是無路可走還是上、下樓樓梯狀態或電梯開或關。
如果偵測右邊有障礙物，語音會告知該靠左行走，有警示效果。比較特別的是前方如果是一道牆或門是關閉的，語音會告知前面無路可走，應轉彎；若前面有樓梯，也會告知前面是上樓狀態，希望藉由使用體感器的技術，解決、改善行走時遭遇的問題。
這項計畫從一開始就困難重重，王翔說：「Kinect是家庭體感器，一般的情況是在家裡使用，可以插電，但要盲人帶在身上不可插電，只好買行動電源，這麼一來就產生電壓不相容、不穩定的問題，剛好北科大在光華商場附近，就跑去問店家，光電源這部分就花了很長的時間，最後是有相關背景的翊庭爸爸加入協助才搞定。」
自從製作這專題後，視障的議題不知不覺的拉到他們的生活中。
王翔說，他會主動觀察視障朋友，是一個人走還是有人陪伴或者帶隻導盲犬，會特別注意他們下台階有沒有甚麼問題，需要獲得怎樣的協助，「主要是看盲人的行走和行為這部分。」
翊庭說，他曾經在路上碰到一位拿手杖的視障朋友，便跟在他後面走，「我會注意他遇到紅綠燈有甚麼反映，有人從他前面走過他會怎麼閃避，還有前面有分叉路，他怎麼分辨走左邊還是右邊……」
翊庭示範目前設計的使用方法（如下圖），就是把Kinect這個東西掛在腰上，戴上耳機，背上電腦，只要啟動之後，電腦偵測到路上有狀況就會傳來訊息。
不過，這只是一個雛形。
翊庭和王翔都認為需要改善它的大小和功能，尤其是縮小體積，例如以手機取代電腦；還有攜帶在身上晃動時該如何改進等，將來希望可以做出「突發狀況」的警示，例如行走時有一台摩托車在眼前出現，或者出現很大的聲響，提醒視障者有注意。
指導老師張厥煒對他們得獎感到與有榮焉，他說，從教學的角度來看，這是新的東西，大家都沒嘗試，而同學們可以將新科技的產品應用到實體，這種嘗試值得鼓勵；尤其體感器是固定的，但他們研究是否可以帶著走的型態，是很大的突破，「不過，帶著它們身上會抖動、紅外線太大會影響實際結果，如果將來有廠商贊助，這些問題都需要解決。」
他們坦言，這項輔具也許無法完全取代手杖，但可以輔助手杖預先偵測前面環境的障礙物，以便事先防範，提高安全性，避免意外。比較保守的做法是視障朋友還是攜帶手杖，而這研發的儀器可以掛在視障者的身上（腰間），希望有機會成為手杖的「升級版」。
由於製作時間非常緊促，所以還沒有請視障朋友試試這款實驗輔具，但後續的計畫會請視障朋友加入並修正他們的實驗，「有視障朋友的參與，我們做出來的東西才會有意義。」
他們期盼未來這項輔具成功研發出來後，能達到實際協助視障朋友的效果。
|
