Ven ze tmy

Občanské sdružení Integrace vyvíjí ve spolupráci s katedrou kybernetiky FEL ČVUT a fyzikálním ústavem AV ČR speciální pomůcku pro orientaci nevidomých. Systém bude pomocí kamer rozeznávat prostor před slepcem a přes hmatový displej mu předávat informace o velikosti, poloze a vzdálenosti překážky.

Nevidomí s těmi, kterým zrak slouží, sdílejí stejný životní prostor. Když se v něm však chtějí pohybovat, třeba si jen vyjít na procházku do parku, musejí si vše kolem sebe ohmatat. Jedině tak mohou poznat, kde je chodník, kde lavička a kde větev stromu. K orientaci v prostoru používají nevidomí slepeckou hůl nebo pomoc vodicího psa. Co si ale počít s překážkami, které jsou v úrovni obličeje?

Věci, které vidí místo slepce
Současně s rozvojem elektroniky se začaly rozvíjet i pomůcky, které měly slepcům významněji usnadňovat orientaci. Šlo se o nejrůznější laserové a ultrazvukové hole a systémy rozeznávající překážky pomocí kamery. Každé zařízení muselo být současně levné, snadno přenosné, odolné a energeticky nenáročné, a proto byla většina zpráv o překážce předávána nevidomému prostřednictvím hlasového výstupu. Je to levná a celkem jednoduchá metoda, má však i svá omezení. Kromě toho, že není univerzálně použitelná a pro každý jazyk musí být namluvena nová verze, hlavní potíž spočívá v tom, že takové zařízení slepci ztěžuje naslouchání zvukům z okolí. To může být i životně důležité, protože jen málokdo by si přál být informován, že před ním neleží žádná překážka a současně přeslechnout tramvaj přijíždějící zprava.

Nově vytvářená pomůcka by měla informace předávat prostřednictvím hmatu, což je pro slepce mnohem vhodnější a příjemnější.

Stereokamera
Základem systému je stereokamera, což jsou v podstatě dvě kamery vedle sebe. Každý bod v prostoru je tedy viděn ze dvou úhlů, z čehož lze prostým výpočtem odvodit jeho vzdálenost.

Stereokamery jsou většinou používány jako statické a proto bývají velké a těžké. Nová pomůcka vyžaduje kameru lehkou, malou a odolnou proti menším otřesům a s malými nároky na energii. Vybrána byla stereokamera STOC-6 od Videre Design Ltd. o velikosti cca 8 x 4 x 4 cm. Základem jejího stereo systému je čip STOC (Stereo on a chip) zabudovaný přímo v těle kamery. Předností této kamery je přesné vzájemné nastavení a kalibrace obou senzorů přímo od výrobce.

Součástí stereokamery STOC je také software SVS (Small Vision System) pro výpočet hloubkové mapy, který pro všech 307 200 snímaných bodů dokáže až 60x za vteřinu spočítat jejich vzdálenost od objektivu kamery. Tato rychlost umožní speciálnímu vyhodnocovacímu programu vyrovnat se s drobnými pohyby za chůze – předpokládá se, že kamera bude na hrudi nebo holi uživatele – a vyrobit mapu překážek v prostoru. Systém pak bude uživatele informovat o všem, co je blíž než 3 metry a v oblasti cca 0,9 m na šířku a 2,1 m na výšku.

Body na kůži
Údaje o překážkách budou přenášeny na hmatový display, který bude mít uživatel zřejmě nalepen na ruce v podobě náplasti. Display je tvořen polem hrotů (aktuátorů), které se, když se v příslušném místě zorného pole objeví překážka, přitisknou na kůži. Podle síly tlaku uživatel pozná, jak daleko od něj překážka leží.

Zatímco stereokamera už je hotová, software a hmatový display jsou zatím ve vývoji. Předpokládá se, že hmatový display bude mít 3 sloupce a 7 řádků, to znamená 21 dotykových bodů. Každému z nich by odpovídala snímaná plocha přibližně 30 x 30 cm. Optimální počet bodů bude ověřen při testech na nevidomých dobrovolnících.

Protože je systém modulární, je možné v budoucnu přidat kupříkladu software na rozpoznávání textu, který by mohl uživateli přečíst třeba nápis na konzervě nebo ukazatel v metru.

---

Bez peněz není vidět nic
Realizace projektu je naplánována na 15 měsíců při zajištění kontinuálního financování vývojových prací. Práce byly spuštěny v únoru 2009 a v červnu byl vybrán a otestován vhodný detekční systém celé pomůcky. Nyní probíhají intenzivní jednání s potenciálními partnery o dalším financování projektu. Celkový rozpočet projektu je zkalkulován na cca 3,02 milionu korun, dosud bylo proinvestováno 580 tisíc korun. Na dokončení vývoje tedy ještě chybí cca 2,4–2,5 milionu korun a přibližně 10 měsíců intenzivní práce.

Pokud by nyní vše probíhalo podle plánu, pak by se první otestované a schválené pomůcky mohly k uživatelům dostat do dvou let.