senzori şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

84
Senzori Senzori ş ş i i interfe interfe ţ ţ e e pentru pentru echipamente echipamente destinate destinate persoanelor cu persoanelor cu deficiente de deficiente de vedere vedere

Upload: claudia-mari-popa

Post on 29-Jul-2015

397 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Senzori Senzori şşi interfei interfeţţe e pentru echipamente pentru echipamente

destinate persoanelor cu destinate persoanelor cu deficiente de vederedeficiente de vedere

Page 2: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

CE ESTE DIZABILITATEA?

• Organizaţia Mondială a Sănătăţii (OMS) defineşte dizabilitatea ca fiind “reprezentată de orice restricţie sau lipsă (rezultată în urma unei infirmităţi) a capacităţii (abilităţii) de a îndeplini o activitate în maniera sau la nivelul considerat normal pentru o fiinţă umană”.

Dizabilitatea poate apărea în orice moment al vieţii, înainte sau după naştere,

în mod brusc sau progresiv.

Page 3: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• În zilele noastre, termenul dizabilitate se foloseşte pentru a desemna dezavantajul sau restrângerea de activitate provocată de organizarea societăţii contemporane, care ia prea puţin în seamă sau chiar deloc oamenii care au deficienţe şi astfel îi exclude din activităţile sociale curente la care participă toţi ceilalţi.

• Dizabilitatea este considerată, o formă distinctă de oprimare socială şi se concentrează asupra barierelor atitudinale, de mediu înconjurător şi organizatorice, care împiedică persoanele cu dizabilităţi să beneficieze de egalitate de şanse în domeniul învăţământului, încadrării în muncă, locuinţei, transportului, petrecerii timpului liber etc.

Page 4: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

DEFICIENŢA DE VEDERE

• Constituirea unei dominante în viaţa individului are o influenţă deosebită asupra organismului, dar şi asupra personalităţii.

• Vederea organizează şi reglează mişcarea, postura, echilibrul, supleţea, armonia actelor motorii de conduită, pronunţia verbală, mimica şi pantomimica.

• Pierderea vederii sau diminuarea acesteia atrage după sine un dezechilibru deosebit de mare în activitatea nervoasă superioară, în structurarea automatismelor, în starea ei morală, în integrarea socială a acesteia.

Page 5: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• Deficienţa de vedere este o deficienţă de tip senzorial şi constă în diminuarea în grade diferite (până la pierderea totală) a acuităţii vizuale.

• Handicap vizual înseamnă, aşadar, scăderea acuităţii vizuale la unul sau la ambii ochi (binocular), care are loc din perioada vieţii intrauterine până la moarte.

• Handicapul vizual apare, aşadar, din cauza insuficientei funcţionării (sau chiar a eliminării) a analizatorului vizual.

Page 6: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• La deficienţii de vedere din naştere, deşi apar unele dificultăţi de relaţionare, tensiunile interioare sunt mai reduse, spre deosebire de deficienţii în urma unor accidente, boli, unde dezechilibrele sunt foarte puternice, iar frământările îl marchează pe individ toată viaţa.

• În funcţie de gradul pierderii acuităţii vizuale, se folosesc termeni ca: – ambliopie (acuitatea vizuală între 0,2 şi 0,1) şi– termenul de cecitate sau orbire, pentru

acuitatea vizuală de la 0,05 până la incapacitatea de a percepe lumina.

Page 7: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

O serie de specialişti, impresionaţi de marea

capacitate compensatorie şi adaptativă a deficienţilor de vedere, credeau în existenţa unei „psihologii a orbilor”. Ca urmare, atitudinile de-a lungul

timpului au reflectat acest lucru.

Page 8: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

CURIOZITĂŢI

• Societăţile primitive îi sacrificau pe orbii din naştere, deoarece se credea că întruchipează spiritele rele. În concepţia celor care credeau în reîncarnarea sufletului, aceştia ar fi ispăşit păcate comise în timpul vieţii anterior trăite.

• Spartanii îi sacrificau, pentru că nu puteau face faţă instrucţiei militare.

• În mitologia greacă, zeii îi pedepseau pe muritori cu orbirea când se făceau vinovaţi de trădare în dragoste.

• Despre Homer, autor al Iliadei şi Odiseei, se spunea că este nevăzător, iar justiţia era înfăţişată prin chipul zeiţei Atena, legată la ochi.

• Se spune că filosoful Democrit şi-ar fi provocat orbirea, la bătrâneţe, convins că astfel îşi va ajuta spiritul să pătrundă mai adânc în tainele cunoaşterii.

• În literatura beletristică se fac referiri faţă de persoanele cu deficienţe de vedere, iar motivul orbirii e subliniat ca limită a deznădejdii şi a dificultăţii pentru om, dar şi ca nivel al autodepăşirii, al adaptării şi al dezvoltării nelimitate.

Page 9: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• La un moment dat, s-a pus problema existenţei unui al şaselea simţ, caracteristic nevăzătorilor.

• De fapt, este vorba despre dezvoltarea deosebită a analizatorilor sănătoşi şi de o motivaţie sporită de antrenare a acestora, toate la un loc evoluând spre o mai bună adaptare.

• Dezvoltarea psihică a deficientului de vedere este relativ normală, dacă persoana îşi desfăşoară viaţa într-un mediu care nu este ostil faţă de deficienţa sa.

Page 10: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

ACCESUL LA INFORMAŢII AL PERSOANELOR

CU DEFICIENŢE DE VEDERE• Pentru ca persoanele cu deficienţe de vedere să

aibă acces la informaţiile vizuale, acestea trebuie să fie convertite în informaţii perceptibile de către celelalte simţuri rămase valide.

• Atenţia şi memoria sunt puncte forte ale nevăzătorilor. Atenţia este relativ bine dezvoltată, este favorabilă unei bune evoluţii a limbajului, orientând activitatea mintală prin audiţii. Memoria are calităţi superioare, prin apelarea permanent la ea, nevăzătorul sau ambliopul realizează antrenarea acesteia. 

Page 11: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

SISTEMUL DE SCRIERE ŞI CITIRE AL PERSOANELOR CU

DEFICIENŢE DE VEDERE• Nevăzătorii folosesc un sistem de scriere şi citire

special - BRAILLE, în care funcţia dominantă o are analizatorul tactil-kinestezic. Pentru a citi în braille, se folosesc degetele care sunt trecute peste hârtia ştanţată.

• Braille este un sistem tactil de puncte în relief, reprezentând literele alfabetului. El are la bază o celulă cu şase puncte, cu ajutorul cărora, pe bază de combinaţii, se reprezintă litere, numere şi semne de punctuaţie.

Page 12: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• codul Braille de scriere şi citire reprezintă o modalitate de comunicare pentru orbi încă din 1829, când a fost inventat de Louis Braille, un tânăr francez. Acesta şi-a pierdut vederea la vârsta de trei ani ca urmare a unui accident grav la ochi. Remarcându-se prin rezultate foarte bune la învăţătură, în ciuda handicapului său, a primit o bursă de la un nobil local, ajungând astfel la Şcoala pentru nevăzători din Paris a lui Valentin Hauy.

• Valentin Hauy a fost primul care a folosit metoda ştanţării hârtiei ca modalitate de a citi folosită de nevăzători. Metoda lui se baza pe reproducerea în relief a literelor obişnuite. Din cauza încetinelii cu care se citesc astfel de texte, metoda lui Hauy, îmbunătăţită în timp, nu se mai foloseşte decât cu o singură excepţie. Este vorba despre sistemul Moon, inventat în 1845, care respecta, în general, forma literelor romane, şi este uşor de învăţat de cei care şi-au pierdut vederea la maturitate.

Page 13: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Acest cod se bazează pe alfabetul obişnuit şi foloseşte, aşa cum am mai spus, doar şase puncte grupate în celule. Fiecare celulă are două coloane şi trei rânduri de puncte. Toate combinaţiile de 1, 2, 3, 4, 5 şi 6 puncte localizate într-o celulă sunt valorificate (figura 1).

Există 64 de astfel de combinaţii posibile din punct de vedere matematic. Deoarece numărul acesta este insuficient pentru a acoperi toate semnele grafice, majoritatea lor au mai multe utilizări pe baza unor reguli specifice. Pentru uşurinţa aplicării, punctele sunt numerotate de sus în jos şi de la stânga la dreapta. Iniţial litera “W”, pe care limba franceză nu o foloseşte, nu apărea, dar ea a fost introdusă ulterior la cererea unui student englez.

Page 14: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

ÎNTREBUINŢĂRI ALE CODULUI BRAILLE

• Gradul 1 conţine numai literele, numerele şi câteva semne de punctuaţie. Este rar folosit în opere publicate.

• Codul Braille literar sau Gradul 2 se foloseşte la majoritatea operelor de ficţiune şi nonficţiune, incluzând manuale, cu excepţia celor de matematică, ştiinţă, limbi străine şi muzică.

• Codul Braille Nemeth este folosit pentru matematică şi ştiinţă, conţinând simboluri ce nu există în Braille literar, fără a fi doar o simplă extindere a acestuia. Cartea Codului Nemeth pentru matematică şi ştiinţă cuprinde 40 pagini de simboluri, fiecare pagină având între 12 şi 21 simboluri.

• Codul Braille pentru calculator s-a dezvoltat din nevoia de a traduce situaţiile legate de folosirea calculatorului ca numele fişierelor, numărul exact de spaţii libere şi alte detalii legate de acest domeniu. Acest cod foloseşte unele simboluri din Codul Braille literar, unele din Nemeth şi altele proprii.

• Codul muzical Braille este un cod complet diferit. Pentru transcrierea corectă în braille a unei partituri este necesară o cunoaştere foarte amănunţită a acestui domeniu.

Page 15: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Pentru scrierea în braille se pot folosi stiletul şi tăbliţa, maşina de scris în Braille (Brailler) sau calculatorul.

Page 16: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• În primul caz, foaia de hârtie este introdusă între cele două plăcuţe de metal ale tăbliţei.

• Plăcuţa superioară are ferestre de forma celulei Braille, pe când cea inferioară prezintă cele 6 orificii corespunzătoare fiecărei celule, iar hârtia este presată prin orificiile acesteia cu ajutorul stiletului, care este un instrument cu capătul rotunjit, pentru a realiza punctele în relief.

• Placa superioară asigură uniformitatea scrisului, iar cea inferioară asigură aceeaşi înălţime a tuturor punctelor. Scrierea se face de la dreapta la stânga şi se citeşte de la stânga spre dreapta, întorcând foaia pe partea cealaltă.

Page 17: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Maşină de scris Braille Perkins Standard

Maşina de scris braille Erika Brailler-ul este asemănător maşinii clasice de scris, dar are doar şase taste corespunzătoare celor şase puncte ale celulei Braille. Hârtia se introduce în Brailler şi se apasă simultan mai multe taste pentru a crea o celulă întreagă la fiecare apăsare.

Page 18: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Textele mai importante scrise prin cele două metode anterior prezentate erau reproduse printr-un proces termic, în vid. Fiecare foaie era aşezată pe un ecran într-un aparat special şi era plastifiată. Se închidea capacul aparatului şi combinaţia de vid cu căldura avea drept rezultat o copie plastifiată după documentul braille original. Originalul putea fi folosit ca matriţă ori de câte ori era nevoie. Dezavantajul sistemului este însă volumul foarte mare al cărţilor scrise în Braille, costul mare al hârtiei şi dificultatea tipăririi unui volum mare de informaţii. Pe de altă parte, este singurul sistem prin care nevăzătorii pot avea acces la texte ştiinţifice, ca de exemplu matematică, fizică şi chimie.

Page 19: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• O altă metodă de acces la informaţie pentru persoanele nevăzătoare a fost aceea prin intermediul cărţilor înregistrate audio pe banda de magnetofon, în trecut, şi pe casetă sau CD-ROM, în prezent. • Informaţia transmisă pe această cale ocupă mai puţin spaţiu, dar, spre deosebire de scrierea în Braille, nu permite citirea selectivă şi, deci, este aproape inutilizabilă în studiul ştiinţelor exacte. • Acum aproximativ 20 de ani, companiile de software au început să creeze programe care să traducă diverse fişiere în codul Braille. La început, acestea erau foarte scumpe şi producţia era limitată. Cu timpul însă, “explozia de calculatoare” a redus preţul şi a crescut producţia acestor programe şi, în prezent, există mai multe tipuri de imprimante cu gofrare. Ca o concluzie firească, se constată că, cel puţin în momentul de faţă, cel mai important instrument în tehnologiile de acces s-a dovedit a fi computerul.

Page 20: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

TEHNOLOGII ASISTIVE

• Tehnologiile asistive, cunoscute şi sub numele de tehnologii de acces, reprezintă generic totalitatea soluţiilor informatice hardware şi software, care permit utilizatorilor cu deficienţe senzoriale şi/sau de mobilitate să utilizeze tehnica de calcul şi comunicare (în mod ideal) cel puţin la fel de eficient ca şi un utilizator fără dizabilităţi.

• Tehnologii asistive sunt de tip• hardware• software

Page 21: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Tehnologii asistive hardware pentru nevăzători

• Tehnologiile asistive hardware sunt echipamentele cu funcţionare de sine‑stătătoare sau concepute ca şi periferice pentru calculator sau pentru echipamentele de comunicare.

• Alfabetul Braille• În mod tradiţional caracterele Braille sunt compuse din şase puncte

aranjate pe două coloane verticale. Fiecare caracter este codificat prin unul sau mai multe puncte din cele şase posibile. Desigur, în acest mod pot fi codificate maxim 64 de caractere alfa‑numerice şi simboluri printr-un singur caracter Braille (26 = 64).

• Pentru a depăşi această limită, la ora actuală este tot mai răspândită varianta Braille pe opt puncte, prin care este posibilă codificarea a maxim 256 de simboluri şi caractere alfa‑numerice într-un singur caracter (28 = 256).

• Afişajul Braille• Cel mai reprezentativ periferic de calculator conceput pentru

nevăzători este afişajul Braille. Scopul afişajului Braille este de a reda prin caractere Braille informaţiile de natură descriptivă şi de natură textuală de care utilizatorul are nevoie pentru a putea interacţiona cu aplicaţiile.

Page 22: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• În figura de mai sus este prezentat un afişaj Braille performant. Aşa cum se poate vedea, elementul cel mai evident o reprezintă linia de caractere Braille compuse din opt ace care sunt ridicate şi coborâte programatic. Acest sistem este optim, atât ca şi dimensiuni, cât şi ca ergonomie şi consum de energie.

Afişaj Braille cu tastatură

Page 23: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Periferice de intrare specifice pentru nevăzători

• În general, interfeţele aplicaţiilor pot conţine obiecte de tip slider sau bare de derulare. Este bine de ştiut că aceste obiecte nu sunt întotdeauna accesibile nevăzătorilor şi sunt cu siguranţă mai puţin ergonomice pentru această categorie de utilizatori. Din acest motiv, există periferice hardware, care emulează funcţionarea unor asemenea obiecte ale interfeţelor grafice.

Page 24: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• Dispozitivele de afişaj Braille asigură prezentarea informaţiei, pe ecranul unui calculator astfel încât sa fie accesibila persoanelor cu deficiente vizuale. Spre deosebire de sistemul braille convenţional, când informaţia este pe hârtie, sistemul electronic de afişaj Braille este format dintr-o matrice de pini mici din plastic sau metal necesari pentru formarea caracterelor Braille. Utilizatorul citeşte literele braille, şi după ce o linie a fost citită este dată comanda de refresh, şi pe display va apărea următorul rând.

Page 25: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• În figura de mai jos sunt prezentate câteva periferice de intrare care emulează butoanele rotative şi obiectele slider. Aceste obiecte sunt optimizate pentru categoriile de aplicaţii cele mai accesibile nevăzătorilor, adică prelucrarea fişierelor audio şi aplicaţiile de telefonie.

• Periferice de intrare care emulează unele obiecte ale interfeţelor grafice mai puţin ergonomice pentru nevăzători

Page 26: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Agende electronice pentru nevăzători    Calculatoarele de tip „Personal Data Assistant” (PDA), numite uneori şi „palm-top” sunt din ce în ce mai utilizate, datorită caracteristicelor tot mai avansate ale acestora. În figura de mai jos este prezentată o agendă electronică adaptată pentru nevăzători, cu afişaj Braille cu 40 de celule şi tastatură interschimbabilă Braille/QWERTY.

Page 27: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• Printre funcţiile de bază ale unei asemenea agende electronice amintim: editor de texte, agendă telefonică, calculator ştiinţific, reportofon, audio player, controlul telefonului mobil (citire/scriere de mesaje şi apelare), acces la internet, sincronizarea cu calculatorul de birou, ora şi data, temperatura şi presiunea atmosferică, orientarea (busolă şi/sau GPS) şi altele.

• Principalele caracteristici ale unui asemenea PDA accesibil sunt: greutatea şi dimensiunile, memoria, autonomia, numărul de celule Braille, aplicaţiile disponibile şi modalităţile de comunicare cu alte dispozitive.

Page 28: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Aparate pentru citirea textelor tipărite

• Un dezavantaj major al tehnologiilor asistive constă în faptul că se adresează mai ales persoanelor care cunosc bine utilizarea tehnicii de calcul şi comunicare.

• Un aparat independent pentru citire (în sensul că nu are nevoie de un calculator pentru a funcţiona), conceput special pentru o utilizare extrem de facilă, trebuie să permită operarea printr-un număr cât mai redus de butoane, ideal prin apăsarea unui singur buton.

Page 29: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Este un sistem pentru transformarea textului din format electronic in text braille. Programele de transformare a textului in format Braille realizeaza conversia textului scanat sau a celui generat de calculator in format compatibil pentru a putea fi printat cu o imprimantă Braille.

În figură este prezentat un aparat, capabil să recunoască şi caracterele româneşti cu diacritice şi pe care este instalată o voce sintetică în limba română. Aparatele din această categorie sunt alcătuite dintr-un scanner şi un calculator portabil pe care este instalată o aplicaţie pentru recunoaşterea optică a caracterelor (OCR – Optical Character Recognition) şi cel puţin o voce sintetică (uneori numită TTS – Text To Speech).

Page 30: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Imprimantele Braille

Imprimantele Braille au scopul de a permite obţinerea de documente Braille pe hârtie de grosime mai mare (160-200 g/m2). Sunt prezentate câteva tipuri de imprimante Braille, care permite realizarea documentelor Braille cu viteză ridicată prin ambutisarea simultană a hârtiei din ambele părţi.

Page 31: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• Esenţială pentru calitatea documentului Braille este forma punctului.

• Pentru ca un caracter să poată fi uşor recunoscut prin pipăire, trebuie ca punctele care îl alcătuiesc să aibă o înălţime minimă; de asemenea distanţa dintre puncte nu trebuie să fie mai mică decât limita de sensibilitate a majorităţii populaţiei.

• În mod normal, pe o coală de hârtie A4 cu dimensiunile de 297 x 210 milimetrii, se pot realiza 29 de linii, iar pe fiecare linie se pot scrie 35 de caractere Braille de dimensiune normală.

Page 32: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Aparate pentru realizarea diagramelor tactile 

Aparatele pentru realizarea de imagini sau diagrame tactile funcţionează cu o hârtie specială care are înglobată în structura sa micro capsule cu alcool, care expandează prin încălzire. Realizarea imaginii tactile începe prin desenarea pe hârtie a conturului dorit, cu ajutorul unui creion special cu tuş sau cerneală care trebuie să conţină particule fine de carbon, deoarece încălzirea selectivă a hârtiei se face prin radiaţie termică (infraroşu).

Desigur, este posibilă şi realizarea de texte Braille cu acest aparat, ceea ce permite obţinerea pe aceeaşi foaie atât a elementelor grafice cât şi a textului care face referire la acestea.

Page 33: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Tehnologii asistive hardware pentru deficienţii de vedere

• Deficienţii de vedere (sau ambliopii) au acuitatea vizuală mult diminuată din diverse motive; pe lângă deficienţele privind acuitatea vizuală propriu-zisă, deficienţii de vedere pot avea şi câmpul vizual diminuat. În cazul ambliopilor cu deficienţe mai puţin severe, o lupă cu un grad de magnificare de până la 3x este în general suficient. Din păcate, lentilele cu o magnificare mai mare de 3x nu oferă un câmp vizual suficient de larg, datorită limitei fizice ale dimensiunilor pe care acestea le pot avea. În sfârşit, lentilele cu grad mare de magnificare prezintă o aberaţie sferică pronunţată, ceea ce reduce şi mai mult câmpul vizual util al acestora. Desigur, există lentile asferice, dar acestea au un preţ mult mai mare.

• Magnificarea electronică reprezintă soluţia cea mai bună (dacă nu chiar singura posibilă) pentru o mare categorie de persoane cu deficienţe de vedere.

Page 34: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Magnificatoare electronice de birou• În această categorie de aparate intră magnificatoarele electronice care nu au fost

concepute să fie portabile. Avantajul major al acestora constă în faptul că oferă un câmp vizual mai mare, prin redarea imaginii mărite pe un monitor de minim 14 ţoli sau chiar pe ecranul unui televizor.

• În figura de mai jos este prezentat un magnificator de birou performant, care permite atât redarea imaginilor mărite în culori naturale, cât şi accentuarea contrastului şi redarea imaginii în culori false, pentru citirea facilă a textelor.

O facilitate esenţială a magnificatoarelor electronice constă în posibilitatea acestora de a fi utilizate pentru scris. Una dintre funcţiile importante ale unui magnificator electronic constă în focalizarea automată a imaginii (auto-focus). Acest lucru permite o utilizare ergonomică, fără să fie nevoie ajustarea periodică a camerei, în funcţie de distanţa dintre suprafaţa pe care se citeşte şi cameră. Desigur, această funcţie trebuie să poată fi dezactivată (auto-focus OFF) în timpul scrierii, pentru a se evita focalizarea imaginii pe mână.

Page 35: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Magnificatoare electronice portabile • Magnificatoarele electronice portabile

îndeplinesc aceleaşi funcţii ca şi cele de birou, cu observaţia că au un ecran mult mai mic, ceea ce reduce mult câmpul vizual.

• În general, funcţiile implementate pe un magnificator portabil sunt mai reduse decât cele ale unui magnificator de birou. Pe de altă parte, datorită ecranului de dimensiuni mai reduse, nivelul de magnificare maxim este în general 5x, dar nu depăşeşte 10-12x. De asemenea, nivelul de magnificare este reglabil în trepte, iar numărul combinaţiilor disponibile de culori false este mai mic.

• Unele magnificatoare încearcă să combine avantajele oferite de aparatele de birou şi cele portabile. În figura alăturată este prezentat un asemenea magnificator, care deşi este portabil nu este totuşi „de buzunar”. Atunci când este folosit ca şi magnificator de birou este posibilă cuplarea acestuia la un televizor pentru obţinerea unei imagini mai mari; trebuie totuşi menţionat faptul că pe ecranul unui televizor nu se poate obţine întotdeauna o calitate foarte bună a imaginii.

Page 36: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

TEHNOLOGII ASISTIVE SOFTWARE PENTRU NEVĂZĂTORI

• În lipsa văzului, utilizatorii nevăzători recepţionează informaţiile furnizate de tehnica de calcul şi comunicare prin auz şi/sau prin pipăit.

• Deoarece sistemele informatice nu au fost prevăzute în mod nativ pentru comunicare non-vizuală cu utilizatorul, persoanele nevăzătoare au nevoie de aplicaţii informatice capabile să transforme informaţia vizuală în informaţie accesibilă.

Page 37: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Sinteza vocală• Cel mai utilizat mod de interacţiune a nevăzătorilor cu

aplicaţiile informatice este prin cititorul de ecran şi sinteză vocală. Spre deosebire de afişajul Braille, sinteza vocală este mai eficientă, în sensul că utilizatorul poate primi o cantitate de informaţie mai mare în unitatea de timp.

Cititorul de ecran• Cititorul de ecran este o aplicaţie informatică care

identifică proprietăţile obiectelor care alcătuiesc interfaţa grafică a unei aplicaţii şi le transformă în informaţie de tip text, care poate fi în continuare transmisă unui program de sinteză vocală şi/sau unui afişaj Braille. Deşi acest gen de aplicaţii se adresează în principal nevăzătorilor, acestea sunt utile şi persoanelor cu deficienţe de vedere, precum şi utilizatorilor care nu pot sau nu ştiu să citească. Avantajul acestui display faţă de sintetizorul de voce este că accesul la informaţii este direct, se pot verifica: formatul, spaţierea şi ortografia. În plus, acest dispozitiv este şi silenţios.

Page 38: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• Interfaţa unei aplicaţii pentru conversia documentelor în fişiere audio

• O asemenea aplicaţie poate citi prin sinteză vocală un text oarecare tastat sau copiat în fereastra programului, sau poate importa un document de tip txt, doc, rtf, pdf, html sau chm.

• Eventual, aplicaţia poate salva rezultatul conversiei într-unul dintre formatele audio comune (wav, spx, mp3 etc.), pentru ascultare ulterioară.

Page 39: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere
Page 40: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Cărţile audio DAISY • Pentru a face cât mai uşor şi mai natural accesul la informaţia

cuprinsă într-o carte tipărită, s-a impus dezvoltarea unui sistem internaţional de accesibilizare a cărţilor pentru persoanele cu deficienţe de vedere sau cu dificultăţi de citire.

• La nivel mondial, marile biblioteci publice împreună cu cele mai importante organizaţii ale nevăzătorilor, reunite într-un consorţiu, au dezvoltat un nou standard de creare a cărţilor accesibile, numit Daisy (Digital Accessible Information System), care permite reproducerea mult mai exactă a structurii cărţilor tipărite.

• Cărţile realizate pe baza acestui standard poartă numele generic de cărţi Daisy.

• O carte DAISY reproduce conţinutul unui material tipărit, cum ar fi un roman, un dicţionar sau o revistă, într-un format digital accesibil nevăzătorilor şi persoanelor cu dificultăţi de citire.

• Ea constă dintr-o colecţie structurată de fişiere text şi audio.• Aceste cărţi pot fi imprimate pe CD sau pot fi descărcate de pe

Internet.

Page 41: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

•O carte în format audio Daisy se poate citi selectiv exact ca şi o carte tipărită. Folosind un player Daisy, un aparat simplu de mânuit, asemănător unui CD-player din comerţ, cititorul poate sări la o anumită pagină, poate sări din cuprins la un anumit capitol, dintr-un paragraf în altul, poate să reia o frază anterioară, poate sări peste notele de subsol. Foarte important: player-ul Daisy permite lectura cu viteză mărită fără ca aceasta să altereze timbrul lectorului

Page 42: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Tabletele pentru nevăzători

Sohan Dharmaraja, doctorand în cadrul Staford University, alături de profesorul său, Adrian Lew, şi Adam Duran, profesor la New Mexico State University, au dezvoltat o interfaţă touch screen pentru tablete sau smartphone-uri creată special pentru nevăzători.Aceasta funcţionează pe sisteme de operare Android sau IOS, şi ar putea însemna un imens pas înainte al tehnologiei pentru segmentul de populaţie care nu se poate bucura încă de dispozitivele de ultima generaţie.

Page 43: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Tot ce trebuie să facă utilizatorul este să pună opt degete pe ecran, iar softul din tabletă sau smartphone va localiza degetele. Mai departe, utilizatorul va începe să atingă suprafaţa şi, coordonat de indicaţiile vocale ale dispozitivului, va putea scrie în voie.

Să spunem că vreau să scriu un e-mail. Voi atinge cu opt degete ecranul doar o sigură dată. Imediat ce fac asta, se construieşte o tastatură virtuală chiar sub degetele mele. Din acest moment, e ca şi când aş scrie cu alfabetul Braille", explică Dharmaraja.

Sistemul se adaptează perfect nevoilor utilizatorului. Tehnologia simulează tastatura pentru opt degete, utilizată în scrierea Braille. Unul dintre avantajele tehnice ale softului pentru nevăzători este că aceştia nu mai sunt nevoiţi să caute locaţia semnelor pe ecran, sistemul ajustându-se în fucţie de poziţia degetelor utilizatorului.

Page 44: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Telescopul ocular implantabil• Oamenii de ştiinţa din Saratoga,

California, au inventat un telescop microscopic implantabil, care poate fi introdus în ochi pe cale chirurgicală, oferind cadre mărite ale imaginilor observate. Procedura este deja aprobata în Europa, iar în SUA aşteaptă încă acceptul Administraţiei de Hrană şi Medicaţie.

• “Bijuteria” tehnologică este proiectata astfel încât să combată stadiile avansate de degenerare maculară (oculară), care afectează peste o mie de indivizi săptămânal. Pe măsură ce macula, porţiunea din retină responsabilă de claritatea imaginii receptate de ochi, se depreciază, persoana îşi pierde capacitatea de recunoaştere a chipurilor, de lecturare sau chiar de urmărire a tv-ului.

Page 45: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Procesul este unul unidirecţional, în sensul că ochiul cu implant va folosi in permanenta capacitatea de apropiere a telescopului integrat. Practic, pacientul va avea in urma operaţiei, un ochi pentru distanta si unul pentru imaginile apropiate. Efectul este uşor deranjant iniţial, dar cum alternativa o reprezintă orbirea, cei mai mulţi se obişnuiesc.

Noul sistem chirurgical introduce la propriu un telescop în globul ocular al pacientului, un întreg sistem optic ce amplifică vizual regiunea pe care acesta vrea să o privească, lărgind de asemenea şi unghiul de observare. Individul nu îşi recuperează celulele clarităţii, dar le poate folosi pe cele de calitate inferioara ca şi cum le-ar poseda în continuare pe cele bune.

Page 46: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Un alpinist orb vede cu ajutorul limbii

Dispozitivul se numeşte BrainPort şi a fost creat de compania Wicab, din SUA, în prezent fiind testat, de către Lighthouse International, o organizaţie dedicată cercetării în domeniul deficienţelor de vedere şi asistenţei medicale şi sociale în domeniu. BrainPort nu ar înlocui bastoanele şi câinii însoţitori, dar ar putea îmbunătăţi considerabil calitatea vieţii nevăzătorilor, ajutându-i să se orienteze cu mai multa uşurinţă.

Page 47: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• O minusculă cameră de luat vederi captează şi înregistrează imagini pe care le transmite unui computer, iar acesta le prelucrează, transformându-le în serii de impulsuri electrice.

• Impulsurile sunt receptate la nivelul suprafeţei foarte sensibile a limbii, prin intermediul unui dispozitiv - comparat de designerii săi cu o "acadea electronică"- prevăzut cu 400 sute de micro-electrozi.

• Prin fibrele nervoase de la nivelul limbii, impulsurile sunt transmise apoi spre creier, care reconstituie imagini ale lumii din jur, nu detaliate precum cele percepute cu ochii de cei văzători, dar extrem de utile, totuşi, nevăzătorilor, pentru a-i ajuta să se orienteze.

• Aparatul dispune de butoane de control pentru zoom, ajustarea luminozităţii şi a intensităţii impulsurilor electrice.

• Nevăzătorii care au testat dispozitivul au putut percepe formele unor obiecte si au “citit’ diverse simboluri vizuale după numai 20 de ore de antrenament.

Page 48: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Sistem de vedere• Specialiştii americani au pus la punct un sistem interactiv de ghidare

a persoanelor nevăzătoare prin locurile aglomerate din spaţii deschise sau prin holurile clădirilor, în principiu totul posibil cu ajutorul computerului al sistemelor de poziţionare globală (GPS).

• Proiectul actual de cercetare a fost iniţial tema lucrării de masterat în informatică a unui student american al cărui tata este nevăzător. Acest dispozitiv este o combinaţie fericită între partea de hard, programare şi interfaţa de control prin voce. Comunicarea este asigurată de legătura cu o bază de date de informaţii geografice detaliate despre zona în care se afla pacientul.

• Atunci când utilizatorul cere informaţii despre direcţiile de mers, sistemul răspunde cu ajutorul unui simulator de voce şi furnizează date despre distanţe şi ghidează nevăzătorul pe drumul cel bun.

• Proiectul aparţine lui Steve Moore şi este acum în perioada experimentală la Universitatea Florida.

• În momentul de faţă, cercetările sunt axate pe calibrarea sistemului in funcţie de lungimea pasului.

• Aparatura a început să fie testată de o persoana total nevăzătoare, nimeni alta decât tatăl lui Steve, profesor universitar de matematici la aceeaşi universitate. Profesorul Moore nu obişnuia să circule prin campus fără escortă însă după folosirea sistemului este în stare să meargă de la o clădire la alta singur.

Page 49: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• Ceea ce îl deosebeşte de celelalte sisteme contemporane de ghidare a persoanelor nevăzătoare, este interfaţa care asigură comunicarea prin voce utilizatorului.

• Inima sistemului este un computer portabil care se prinde de bustul pacientului, rulează un sistem de operare Windows 98 şi foloseşte programul Via Voice pus la punct de IBM.

• Calculatorul este conectat la un receptor GPS poziţionat pe spatele persoanei şi care furnizează fără întârziere latitudinea şi longitudinea locului. Simultan, computerul accesează baza de date geografice a universităţii, informaţii actualizate despre fiecare loc din campus. În timp ce utilizatorul merge pe ruta aleasa de computer, sistemul compara datele furnizate de receptorul GPS cu datele obţinute de la baza de date a universităţii şi informează pacientul de schimbările survenite în zona în care se află.

• Altfel spus, computerul îi spune pe unde să meargă, pentru a nu se împiedica sau pentru a ţine calea trotuarului.

• După ce a făcut mai multe încercări, profesorul Moore spune despre realizarea fiului sau că poate îmbunătăţi vederea persoanelor nevăzătoare şi spera ca echipamentul sa fie mult mai simplu de purtat.

• Estimările sunt cât se poate de optimiste întrucât vin din partea celui care a experimentat acest sistem. Profesorul Moore, crede că în aproape 10 ani, produsul va intra în circuitul comercial. Problema care urmează să fie pusă la punct apoi, va fi accesul către o bază de date geografice bine pusă la punct şi bineînţeles în permanentă actualizare.

Page 50: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Ochiul bionic, botezat Argus II, este un dispozitiv creat de compania americana Second Sight Medical Products, si combina biologia cu electronica, acesta fiind primul ochi artificial din lume. Aceasta proteza va necesita realizarea unui implant retinal, precum si purtarea de catre pacient a unor ochelari de soare ce vor avea o camera video atasata. Autorul descoperirii este cercetatorul Mark Humayun, profesor de oftalmologie si inginerie biomedicala la Doheny Eye Institute, din Los Angeles, California.

OCHIUL BIONIC

Page 51: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• o pereche de ochelari cu o camera video incorporata care receptioneaza imagini in timp real si pe care le transmite unui microcip,• un microcip, care poate fi tinut in mana sau prins de haine si are ca functie procesarea imaginilor video. Acesta transforma imaginile in impulsuri electrice si le trimite unui radio emitator situat in ochelari,• radio emitatorul va transmite wireless impulsurile electrice unui receptor implantat deasupra urechii sau sub ochi,• un receptor radio care trimite impulsurile electrice catre retina, prin intermediul unui cablu de grosimea firului de par,• o matrice de electrozi (60) implantati in retina purtatorului, care va primi impulsurile electrice trimise de receptorul radio,de la electrozi mesajul va pleca prin nervul optic catre zona corticala responsabila cu vazul.

Ce conţine proteza oculara Argus II?

Page 52: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

In cazul unui ochi sanatos, fotoreceptorii de pe retina transforma lumina in impulsuri neuronale care sunt trimise la creier prin nervul optic, iar cel din urma le interpreteaza ca imagini. Insa atunci cand fotoreceptorii nu mai functioneaza corespunzator, aparatul optic devine inutil. Sistemul Argus II suplineste acesti fotoreceptori. Matricea de electrozi implantata pacientului reactioneaza asemenea fotoreceptorilor retinieni. Semnalele electrice generate de electrozi sunt transmise prin intermediul acelorasi cai pe care le folosesc si ochii sanatosi: nervii optici. Creierul interpreteaza semnalele primite, de exemplu: “Ceea ce vezi este un copac”. Este nevoie de antrenament pentru ca pacientii sa perceapa intr-adevar un copac. Pentru inceput, acestia vor observa doar portiuni luminoase si intunecate, dar dupa un timp vor invata sa inteleaga ceea ce le transmite creierul, potrivit Discovery Fit&Health.

Page 53: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere
Page 54: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Ce proprietati are proteza oculara Argus II?Proteza oculara Argus II va putea reda vederea persoanelor care au orbit din cauza unor boli degenerative ale retinei. 3% dintre persoanele cu varste de peste 55 de ani sufera de degenerare maculara, o afectiune ce se caracterizeaza prin afectarea vederii centrale. De asemenea retinita pigmentara, o boala degenerativa care afecteaza receptorii de lumina de la nivelul retinei, afecteaza in jur de 1,5 milioane de persoane. Ambele afectiuni distrug fotoreceptorii, celulele situate in spatele retinei care receptioneaza semnalele luminoase si le transfera creierului sub forma impulsurilor nervoase, urmand ca aceste impulsuri sa fie interpretate ca imagini. In acest context, sistemul Argus II tine locul fotoreceptorilor.implantul retinal nu se foloseste de ochi pentru a putea vedea, ci apeleaza la o camera video,in prima instanta pacientii nu vor putea percepe imagini clar conturate, ci doar pete de lumina si forme, pe care vor invata apoi sa le decodifice,imaginea pe care pacientii o vor distinge va fi neclara initial, deoarece va avea echivalentul a 60 de pixeli, in comparatie cu o retina sanatoasa care ofera creierului cateva milioane de pixeli,implantul pe care sistemul Argus II il presupune va permite un camp de vedere de 20 de grade,procesorul video pe care il contine proteza vizuala Argus II va permite ajustarea contrastului in functie de preferintele pacientului.

Page 55: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Cercetatorii lucreaza in continuare la imbunatatirea tehnologiei astfel incat instalarea sau scoaterea "ochiului bionic" sa fie la fel de simpla ca punerea sau scoaterea unei lentile de contact, iar dupa instalare utilizatorul nici nu ar simti ca il poarta. Prototipul prezentat nu corecteaza vederea purtatorului, dar urmatoarele versiuni o vor putea face si, de asemenea, vor putea comunica wireless, dupa caz, cu alte echipamente fixe sau mobile.O aplicare imediata a "ochilor bionici" ar fi soferii si pilotii care ar putea urmari in timp real viteza cu care se deplaseaza ori locul in care se afla pe harta, utilizatorii de internet ar putea naviga pe un ecran vazut numai de ei, iar pasionatii de jocuri pe calculator s-ar putea cufunda cu totul in lumea virtuala a jocului lor preferat.

• Cercetătorii de la Universitatea Washington au reuşit să realizeze "ochiul bionic",  o lentilă de contact capabilă să-i ofere purtătorului vedere specială, prin intermediul unui circuit integrat care poate afişa texte, simboluri sau imagini supraimpuse peste ceea ce ochiul uman sesizează în mod normal. • Pentru moment "ochii bionici" au fost testati numai pe iepuri, acestia manifestand reactii adverse dupa 20 de minute de functionare. Pentru moment "ochii bionici" au fost testati numai pe iepuri, acestia manifestand reactii adverse dupa 20 de minute de functionare.

UN ALT FEL DE OCHI BIONIC

Page 56: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

RETINA ARTIFICIALĂ Acest dispozitiv, spre deosebire de altele, nu necesită o cameră externă, reprezintă cea mai nouă realizare din domeniul protezelor electronice vizuale.Noul implant ar putea transforma complet vieţile a peste 200.000 de persoane din lume, care au orbit din cauza unei maladii ereditare a retinei numita "retinită pigmentară".

Retina conţine fotoreceptori - celule care absorb lumina -, transformând semnalul luminos într-un impuls electric, transmis ulterior creierului prin intermediul nervului optic. Implantul înlocuieşte celulele (de tip con şi de tip bastonaş) distruse progresiv de retinita pigmentară.Noul prototip foloseşte lumina naturală captată de ochiul uman şi are un grad de precizie mult mai mare.Acest implant subretinian, fabricat de compania germana Retina Implant AG, conţine 1.500 de diode fotosensibile, amplificatoare şi electrozi, asamblate într-un microcip care transformă imaginile în impulsuri electrice transmise către creier.

Page 57: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Prin intermediul nervului optic, creierul pacientului primeste astfel echivalentul unei imagini de 1.500 de pixeli.Aceste proteze nu se adresează insa persoanelor oarbe din naştere, nici persoanelor al căror nerv optic a fost distrus sau pentru care degenerarea retiniana se afla intr-un stadiu prea avansat. Pe măsură ce tehnologia va avansa, implanturile retinale vor putea beneficia în viitor de camere mai bune, cu cipuri capabile să proceseze o rezoluţie mai înaltă.

Producătorii promit că implantul va putea fi upgradat atât din punct de vedere hardware, cât şi software. De asemenea, producătorii susţin că procesorul video permite ajustarea contrastului în funcţie de preferinţele pacientului. Implantul a fost deja folosit cu succes, permiţând unor pacienţi ce sufereau de retinită pigmentară să vadă pentru prima dată.

Page 58: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

SENZORI ŞI INTERFEŢE PENTRU ECHIPAMENTE DESTINATE PERSOANELOR

CU DEFICIENŢE DE VEDERE

• Senzor - dispozitiv care măsoară informaţia din mediu şi produce la ieşire un semnal proporţional cu mărimea măsurata.

• Astfel, senzorii au funcţia de a converti un stimul într-un semnal măsurabil, cuprinzând atât traductorul, care transformă mărimea de intrare în semnal electric util, cât şi circuite pentru adaptarea şi conversia semnalelor, şi eventual pentru prelucrarea şi evaluarea informaţiilor.

• Stimulii pot fi mecanici, termici, electromagnetici, acustici sau chimici la origine, în timp ce semnalul măsurabil este tipic de natură electrică, deşi pot fi folosite semnale pneumatice, hidraulice, optice sau bioelectrici.

Senzorii optici au fost dezvoltaţi pentru aplicaţii în sistemele electrice de putere datorită imunităţii lor la interferenţele electromagnetice, a nivelului de izolaţie ridicat şi a unei largi benzi de frecvenţă.

Page 59: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

• Interfaţă: Dispozitiv care converteşte semnalele electronice în aşa fel, încât două aparate sau sisteme să poată comunica între ele. – Din engl., fr. interface (după față)

Page 60: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

DISPOZITIVE OPTOELECTRONICECONSIDERAŢII TEORETICE

Page 61: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

FOTODIODA

Page 62: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere
Page 63: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

FOTOTRANZISTORUL

Page 64: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere
Page 65: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Distribuţia puterii optice

absorbite

Este cel mai răspândit fotodetector. Conţine 3 straturi semiconductoare. Straturile „p” şi „n”, de regulă, sunt puternic dopate ( ). Stratul „i” cu grosimea „d” este foarte puţin dopat şi posedă o concentraţie foarte mică de impurităţi donoare

31817 10...10 cm

Structura fotodiodelor p – i –n:

FOTODIODE P – I –N

315140 10...10 cmn

Page 66: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

MODELUL CAMEREI ŞI PROCESUL DE FORMARE A IMAGINII

Elementele de bază ale unei camere de luat vederi

Parametrii dispozitivului senzorial

Page 67: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere
Page 68: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Parametrii senzorului CCD/CMOS respectiv a imaginii în memorie

Parametrii senzorului: • Sx –lăţimea dispozitivului CCD [mm] (valorile standard sunt

prezentate în figura de mai sus);• Sy – înălţimea dispozitivului CCD [mm] (valorile standard sunt

prezentate în figura de mai sus);• Ncx – numărul elementelor senzoriale pe direcţia orizontală;• Ncy – numărul elementelor senzoriale pe direcţia verticală;

dx – distanţa dintre centrele a două elemente senzoriale consecutive pe direcţie orizontală:

dx = Sx/Ncx • dy -distanţa dintre centrele a două elemente senzoriale

consecutive pe direcţie verticală: dy = Sy/Ncy

Page 69: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Parametrii imaginii (din memorie / framegrabber):

• Nfx – numărul de pixeli în direcţia orizontală, prin scalarea / eşantionarea unei linii de imagineorizontală de către computer / framegrabber;

• Nfy – numărul de pixeli în direcţia verticalădpx – dimensiunea orizontal ă efectivă a unui pixel din memorie: dpx = dx*Ncx / Nfx;

• dpy – dimensiunea verticală efectivă a unui pixel din memorie:

dpy = dy*Ncy / Nfy;• Ncx / Nfx – factorul de scalare / eşantionare a liniilor de

imagine orizontale.

Page 70: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

Tipuri de senzori

Page 71: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere
Page 72: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

SENZORI COLOR

Page 73: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere
Page 74: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere
Page 75: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere
Page 76: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

PROTEZE VIZUALE BAZATE PE STIMULAREA ELECTRICĂ

A NERVULUI OPTIC

Page 77: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

DE CE ESTE ATAT DE NECESARA CREAREA DE CE ESTE ATAT DE NECESARA CREAREA UNEI PROTEZE VIZUALE FUNCTIONALE?UNEI PROTEZE VIZUALE FUNCTIONALE?

• Din pacate, exista Din pacate, exista îîntre 30 ntre 30 şşi 50 milioane de cazuri i 50 milioane de cazuri de orbire de orbire îîn lumea n lumea îîntreagntreagăă şşi un numi un număăr r şşi mai mare i mai mare de persoane cu vederea afectatde persoane cu vederea afectatăă..

Page 78: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

PROIECTUL C-SIGHTPROIECTUL C-SIGHT

Are ca scop dezvoltarea unui nou tip de proteza a cărui funcţionare se bazează pe stimularea electrica a nervului optic utilizând o serie de electrozi penetranţi

Conform studiilor utilizând curenţi de stimulare de intensitate scăzută se obţine un grad relativ ridicat de rezoluţie spaţială şi temporală

Prototipul studiat în cadrul proiectului este alcătuit din:

O microcameră implantabilă cu rolul de a captura imaginile, care se alimentează de la o celulă solară circulară fixată în faţa irisului

Un microcip în care este integrat un procesor de informaţii ce conţine algoritmii specifici de prelucrare a imaginilor şi un neurostimulator cu mai multe canale

O serie de electrozi de stimulare care livreaza impulsurile electrice generate de stimulator

Page 79: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

MATERIALE UTILIZATE LA PROIECTAREA MATERIALE UTILIZATE LA PROIECTAREA PROTEZEIPROTEZEI

• Sistemul de captare a imaginii =cea mai mica camera cu senzor CMOS (complementary metal oxide semiconductor) de pe piata OV6650FS incapsulata intr-un material biocompatibil

• Sistemul de procesare a imaginii= un procesor digital de semnal (DSP) sub formă de cip de tipul TMS320DM642

• Stimulatorul electric neuronal este alcatuit din:– O unitate de comunicare– O CPU– Un CAD– O unitate de livrare a stimulilor

Matricea de stimulare electrica este alcatuita din 13 microelectrozi de platina/iridiu asezati pe o baza ceramica acoperita cu silicagel avand o lungime de 0,8-1,5 mm

Page 80: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

potentialele electrice evocate corticale (EEPs) determinate de stimularea electrica a unei singure zone apartinand nervului optic al unui iepure au fost inregistrate si comparate cu potentialele evocate vizuale (VEPs).

Pentru inregistrarea potentialelor s-a utilizat :

Un electrod de captare din otel inoxidabil tip surub introdus astfel inacat sa intre in contact cu duramater

Un electrod de referinta plasat subcutanat in frunte

Un electrod cu rol de masa introdus intr-un lob al urechii

un sistem de achiziţie de date RX7 Moray conectat la un amplificator cu baterii cu zgomot redus (RA16PA)

Filtrarea potentialelor inregistrate s-a realizat cu un filtru trece-banda 3Hz-2 kHz

Pentru stimularea luminoasa s-a folosit o lampa flash LS1130, Tucker-Davis Technologies, iar bliţul a fost plasat la circa 3 cm in fata ochiului.

Pentru stimularea electrica s-au utilizat 2 electrozi penetranţi acoperiţi cu teflon care descărcau impulsuri bifazice de stimulare generate de un stimulator electric

EXPERIMENTUL I- MATERIALE SI METODAEXPERIMENTUL I- MATERIALE SI METODA

Page 81: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

EXPERIMENTUL I- REZULTATEEXPERIMENTUL I- REZULTATE

•Forma undelor celor doua tipuri de potentiale evocate studiate sunt similare, doar timpul mediu implicit al primului varf pozitiv fiind mai mic in cazul EEPs-urilor

•Valoare masurata a timpului implicit al VEPs-urilor a fost de 22,6 ms, iar amplitudinea medie a primului varf pozitiv 91, 7 microV EEPs determinate de un stimul

de durata constanta (0,5 ms) si amplitudine variabila

EEPs determinate de un stimul de amplitudine constanta (100 microA) si durata variabila

Page 82: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

EXPERIMENTUL II- MATERIALE SI METODAEXPERIMENTUL II- MATERIALE SI METODA

•domeniile potentialelor culese din mai multe locatii au fost inregistrate pe cortexul vizual al iepurelui sub duramater

•Blocul de inregistrare a intesitatii activitatii cortexului vizual:

–18 sonde de otel (150 micrometri diametru) invelite in poliuretan aranjate pe o matrice dreptunghiulara 3x6, distanta dintre 2 electrozi adiacenti fiind de 2,5 mm

–Un sistem Tucker-Davis Technologies (TDT) de inregistare a semnalelor culese de fiecare electrod in parte

•Blocul de stimulare= 4 electrozi de wolfram izolati cu teflon (100 micrometri diametru) aranjati pe o matrice patratica 2x2, distanta dintre electrozi fiind de 1 mm

•Filtrul trece-banda folosit este de 1-3000Hz

•Afisarea si stocarea semnalelor se realizeaza pe un PC conectat la sistemul TDT

Page 83: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

•intensitatea activitatii cortexului vizual de iepure, obtinuta prin stimularea unor diferite zone ale nervului optic este foarte diferita pentru fiecare suprafata stimulata in parte

EXPERIMENTUL II- REZULTATEEXPERIMENTUL II- REZULTATE

Intensitatea culorii afisate reprezinta intensitatea activitatii

roşu = activitate mai mare albastru = activitate mai mica

campul superior corespunde domeniului rostral, iar cel inferior domeniului caudal.

Page 84: Senzori  şi interfeţe pentru echipamente destinate pers cu deficiente de vedere

În ultimii ani cercetările cu privire la dezvoltarea de proteze vizuale au luat amploare. Având în vedere numărul foarte mare de cazuri de orbire atât datorate bolilor degenerative cât şi altor factori externi, protezele vizuale bazate pe stimularea electrică a nervului optic prezintă un real interes din partea oamenilor de ştiinţă. Experimentele realizate demonstrează faptul ca stimularea nervului optic cu ajutorul unui electrod penetrant poate determina excitarea cortexului vizual. De asemenea, aplicarea unor stimuli cu parametri diferiţi provoacă răspunsuri diferite, iar prin stimularea unei anumite zone a nervului se determina o activitate de intensitate caracteristică.

Chiar dacă e posibil ca aceste dispozitive medicale să nu poată reda complet vederea, ele ar putea oferi oamenilor nevăzători un nivel cel puţin util de vedere, ajutându-i măcar să se orienteze in camera sau sa mearga pe strada. Oricum, la ora actuala totul este la nivel de prototip experimental, fiind nevoie de multe alte studii pentru a se ajunge in final la comercializarea unei proteze vizuale functionale