حدود 253 میلیون نفر در سراسر جهان از نوعی اختلال بینایی رنج می‌برند، این رقم چیزی حدود یک نفر از هر 30 نفر را شامل می‌شود. تقریباً 36 میلیون نفر از آنها به طور کامل نابینا می‌باشند. تمامی این افراد در روز با چالشهایی روبرو هستند. این چالشها از مسیریابی بی‌خطر گرفته تا تشخیص رنگها از یکدیگر (دارای اهمیت در اسکناسهایی با کد رنگی) را شامل می‌شود. اما دو نوجوان مخترع جهت رفع چنین مشکلاتی به تازگی از فناوری جدیدی پرده‌برداری کرده‌اند.

اَکسل تورو وگا پانزده ساله دانش آموز سال دهم از پورتوریکو و جین هانتانتو 18 ساله از اندونزی، فناوری‌های خود را در نمایشگاه بین‌المللی علوم و مهندسی اینتل با نام اختصاری ISEF معرفی کردند.

یکی از بزرگترین چالشهای پیش روی افراد مبتلا به اختلالات بینایی پیمودن مسیر بدون برخورد با موانع و در نهایت ایمنی است. بسیاری از افراد نابینا از نوعی عصا جهت جلوگیری از برخورد با اشیاء استفاده می‌کنند. و در سالهای گذشته فینالیستهای ISEF تعدادی عصای «هوشمند» به منظور مسیریابی از میان موانع اختراع کرده‌اند. اما اختراع اَکسل وسیله‌ای متفاوت بود. او به جای عصا، نوعی باند یا سربند مسیریابی را اختراع کرده است که موانع و اشیاء موجود در مسیر را به فرد هشدار می‌دهد.

نمایی نزدیک از وسیله الکترونیکی اکسل، نشانگرهای فرستنده و گیرنده امواج فراصوت (یک جفت از هرکدام در ناحیه چپ و راست) و همچنین کامپیوتری به اندازه تمبر پستی (درون سربند) را نشان می‌دهد که این امواج را کنترل و داده‌های بدست آمده را تفسیر می‌کند.

امواج فراصوتی طیفی از فرکانسهای بالا بوده که معمولاً شنیده نمی‌شونددر واقع این دستگاه از صوت جهت کمک به افراد استفاده می‌کند. امواج فراصوتی طیفی از فرکانسهای بالا بوده که معمولاً شنیده نمی‌شوند. تعداد کمی از افراد قادر به شنیدن فرکانسهایی با طول موج بیش از 20000 هرتز یا سیکل در ثانیه هستند. وسیله جدید اکسل فرکانسهای 40000 هرتزی منتشر می‌سازد. او می‌افزاید که برای این کار دلیل موجهی دارد چرا که دوست ندارد استفاده از آنها موجب آشفتگی کاربران (یا اطرافیان) این وسیله شود.

این نوجوان هریک از دو فرستنده و دو گیرنده امواج فراصوت را در حفره‌هایی کوچک بر روی دستگاه نصب کرد. او یادآور می‌شود که نسخه‌های بعدی می‌توانند به صورت سفارشی ساخته شوند به طوریکه با ابعاد سر فرد متناسب خواهند شد.

اکسل در نمایشگاه اینتل نمونه‌ی اولیه‌ای از آن ارائه کرد. او این سربند باریک را بر بالای یک عینک معمولی در سطح ابرو قرار داد. اما در صورت نابینایی کامل می‌توان آن را به جای عینک در سطح چشم قرار داد.
 

نحوه کارکرد دستگاه

وسیله کلیدی این دستگاه، یک تراشه کامپیوتری به اندازه یک تمبر پستی است. این تراشه فرستنده‌های امواج فراصوت (از هر کدام یک عدد بر روی هر یک از دو چشم) را کنترل می‌کند. و این امواج را هدایت کرده و به طور مرتب پالس کوتاهی از صوت را به بیرون ارسال می‌کند. هر پالس حدود 10 میلیونم ثانیه به طول می‌انجامد. امواج صوتی به خارج حرکت کرده سپس به گیرنده‌های این سیستم (همچنین بر روی هر یک از دو چشم) برمی‌گردند. کامپیوتر موجود مدت زمان بازگشت هر موج بازتابی را محاسبه می‌کند. هرچه این مدت زمان کوتاه‌تر باشد، بدان معناست که مانعی که به آن برخورد و بازگشت کرده‌اند نزدیکتر است.

هنگامی که کامپیوتر مانعی را در فاصله 3ر1 متری از کاربر تشخیص دهد، شروع به هشدار با صدایی شبیه به بیپ می‌کند.  این هشدار می‌تواند از طریق هدفون‌هایی مانند انواعی که جهت شنیدن موسیقی مورد استفاده قرار می‌گیرند، شنیده شود. چنانچه فاصله شیء کمتر از 50 سانتیمتر باشد، این عینک در واقع شروع به لرزش یا ویبره می‌کند.

هرکدام از گیرنده‌ها و فرستنده‌هایی که در کنار یکدیگر قرار دارند، می‌توانند اشیاء واقع در نواری به عرض حدود 140 درجه‌ای  را تشخیص دهند. این محدوده تقریباً هر مانع مقابل کاربر را شامل می‌شود. اما اکسل قبول دارد که این سیستم بی‌نقص نمی‌باشد. وسیله او می‌تواند تنها موانعی را تشخیص دهد که ارتفاع آنها حداقل تا ارتفاع زانو باشند و در صورت قرار گرفتن سر فرد به طور مستقیم این امکان وجود نخواهد داشت. در این صورت جهت دیدن اشیاء پایین‌تر از این ارتفاع کاربر بایستی مرتباً سر خود را رو به پایین کرده و آن ناحیه را اسکن نماید.

در آزمایش نمونه اولیه وسیله، شش داوطلب به اکسل کمک کردند. اکثر آنها در طول آزمایش چشم بند به چشم داشتند. اما یکی از آنها مددکار اجتماعی مدرسه اکسل بود که خود نابینا بوده و در آزمایشاتی مشتمل بر 16 مانع شرکت نمود. دستگاه اکسل نهایتاً موفق به تشخیص حدود 88 درصد از موانع شد.
 

گوش کردن به رنگ

از میان تمام اختلالات بینایی، کوررنگی یکی از موارد نسبتاً خفیف به حساب می‌آید. با این وجود، می‌تواند چالشهای جدی را پیش روی فرد قرار دهد. افرادی که به کوررنگی قرمز ـ سبز مبتلا هستند قادر به تشخیص رنگ قرمز از سبز نیستند. آنها همچنین در تشخیص سایه‌های بنفش مشکل دارند. کوررنگی قرمز ـ سبز از جمله متداولترین انواع کوررنگی است. این نوع کوررنگی از هر 20 مرد یک نفر را مبتلا ساخته و از هر 200 زن یک نفر را تحت تأثیر قرار داده است. اما جین خاطر نشان می‌کند که این تنها شکل کوررنگی به حساب نمی‌آید بلکه بعضی افراد نمی‌توانند رنگ آبی را از زرد تشخیص دهند.

کوررنگی در تمام اشکال خود می‌تواند با سطوح آموزشی تداخل پیدا کند به این دلیل که بسیاری از نمودارها و گراف‌ها بر اساس رنگ کدگذاری شده‌اند. این امر حتی می‌تواند مغازه‎‌داران را تحت تأثیر قرار دهد. به این دلیل که بسیاری از محصولات در برچسبهایی با رنگهای متفاوت عرضه می‌شوند. و در اندونزی یعنی کشور جین ارزش اسکناس‌ها  با رنگهای متفاوت نشان داده می‌شود.

از اینرو جین تصمیم گرفت وسیله‌ای اختراع کند که به تشخیص و تمایز رنگها کمک نماید. این وسیله بر روی عینک قرار می‌گیرد. سیستم او همانند دستگاه اکسل از چند حسگر و یک کامپیوتر بهره می‌برد. (کامپیوتر او کمی بزرگتر و سنگین‌تر بوده و اندازه آن به اندازه‌ی یک تلفن همراه است). کامپیوتر این وسیله به راحتی می‌تواند درون یک کیسه کوچک بر روی بازو بسته شود.

گجت کوچکی که می‌تواند بر روی سرانگشت قرار گیرد، شامل سه حسگر و یک دیود (LED) با نور سفید کوچک می‌شودگجت کوچکی که می‌تواند بر روی سرانگشت قرار گیرد، شامل سه حسگر و یک دیود (LED) با نور سفید کوچک می‌شود. این وسیله هنگامی که در برابر یک شیء نگاه داشته شود، LED بر روی آن شیء نور انداخته آنگاه بازتاب آن به حسگرها بازمی‌گردد. یکی از حسگرها نور قرمز را شناسایی کرده و شدت آن را در مقیاس 1 تا 256 طبقه بندی می‌کند. دو حسگر دیگر از همان مقیاس جهت محاسبه رنگ سبز و آبی استفاده می‌کنند. این حسگرها با یکدیگر رنگ منحصر به فرد شیء را نشان می‌دهند. (جین یادآور می‌‎شود که هر رنگ می‌تواند در چنین سیستم رنگی قرمز ـ سبز ـ آبی یا RGB نشان داده شود).

کامپیوتر جین از این سه کمیت جهت ساخت یک آوای موزیکال استفاده می‌کند. به گفته‌‎ی جین به طور کلی رنگهای روشن‌تر آوای بلندتری ایجاد می‌کنند. زمانی که او سیستم خود را با داوطلبین نابینا امتحان نمود آنها به سرعت تشخیص چند رنگ را متوجه شدند. برخی از آزمایشات او بازتاب نور از میوه را شامل می‌شدند. در حدود یک سوم آزمایشات، داوطلبان قادر بودند به درستی «صدای» ایجاد شده از رنگ میوه توسط دستگاه را تشخیص دهند.

بسیاری از افراد مبتلا به اختلالات بینایی می‌توانند از دستگاه اختراعی جین بهره ببرند. جین خاطر نشان می‌کند که این وسیله برای افراد کاملاً نابینا به خوبی کار می‌کند.
مترجم: رزیتا ملکی‌زاده
برگرفته از سایت sciencenewsforstudents