MIT-studerende opfinder en simpel enhed, der gør trykt tekst tilgængelig for blinde

Klokken 07.45 dagen før Valentinsdag 2016 samledes fem studerende ved Stratton Student Center for at deltage i den årlige MakeMIT hackathon . Kvinderne, der havde været venner siden deres første år, kaldte sig Team 100% Enthusiasm. Mens de brainstormede før hackathonet om, hvad de skulle bygge, havde de overvejet dansende robotter og usædvanligt opsigtsvækkende vækkeure. Men så nævnte Jialin Shi ’17 en artikel, hun havde set om et blindeskriftsur, hvilket fik Chandani Doshi ’17 til at fortælle sine holdkammerater om de blinde elever, hun havde arbejdet med, mens hun hjalp med at teste uddannelsesapps i Delhi en sommer. Eleverne var blevet betaget af Doshis bærbare computer, på trods af at de skulle tælle nøgler for at kunne skrive en besked.

På det tidspunkt forsvandt alle de andre ideer, der svævede rundt, siger Shi. Vi indsnævrede det til at lave noget blindeskrift, noget der kunne hjælpe synshandicappede personer. Efter 15 opslidende timers byggeri ved hackathonet – og kun tre minutter før tiden løb ud klokken 12:30 – kom gruppen frem med en omfangsrig enhed, der var i stand til at opdage bogstavet L og gengive det i blindeskrift ved at flytte seks udstående stifter. Konceptet, kaldet Tactile, sikrede førstepladsen og et Microsoft-sponsorat. Og efter at have bygget et proof of concept, blev Team 100% Enthusiasm officielt omdannet til Team Tactile.

I løbet af de næste tre måneder begyndte Team Tactile at udvikle en mere robust prototype og kom til finalen i Microsofts Forestil dig Cup , landede en MIT IDEAS Global Challenge bevilling, og fik yderligere støtte fra MIT Sandbox Innovation Fund Program . Holdkammeraterne tilføjede også et sjette medlem (hackathonet havde kun tilladt hold på fem), hvilket gav dem en god blanding af ingeniørfærdigheder for at bringe konceptet ud i livet: tre er maskiningeniører, to er elektroingeniører og datalogi hovedfag, og en er en materialevidenskabelig ingeniør.

Alle Braille-oversætterenheder på markedet koster mellem $2.000 og $5.000. Team Tactile sigter efter at lave sin enhed for kun $100.

Den nuværende iteration af enheden, som er omtrent på størrelse med tre iPhones stablet sammen, har sæt med seks hævede bump på toppen og et miniaturekamera i bunden. Det endelige produkt vil udgøre den første overkommelige håndholdte tekst-til-Braille-konverter. Enheden løfter udskrevne bogstaver fra papir i den tid, det ville tage at vende en side, og hæver og sænker nålene for at danne punktskrift.

Selvom apps, der oversætter tekst til lyd, er tilgængelige, kan Tactile bruges i situationer, hvor lyd ikke er passende, forklarer Doshi - For eksempel under et møde eller et sted offentligt, når det er mere bekvemt at læse i stedet for at høre oversættelsen. Og mens der også findes enheder, der konverterer elektroniske dokumenter til punktskrift, sigter Team Tactile efter at give overkommelig adgang til den trykte skrift i hverdagen, der er ikke elektronisk, herunder papirer, menuer, flyers, etiketter, regninger og bøger, der ikke er tilgængelige online.

Den ene eksisterende håndholdte enhed, der kan oversætte trykt tekst til Braille, gengiver kun 20 Braille-tegn på én gang. Hvad mere er, den enhed og andre, der kan oversætte elektronisk tekst til blindskrift, er ikke billige: alle de enheder, der i øjeblikket er på markedet, koster mellem $2.000 og $5.000. Den blinde arbejdsløshed for voksne er steget omkring 70 procent, så mange har ikke råd til disse tal, siger Paul Parravano, meddirektør for Office of Government & Community Relations og en af ​​Team Tactiles MIT-mentorer, som er en mangeårig blindskriftlæser.

Derimod planlægger Team Tactile at tilbyde et generøst antal tegn i en enhed, der er både kompakt og overkommelig. Mens Tactiles nuværende prototype kun indeholder seks celler (og dermed kommunikerer seks bogstaver ad gangen), forventes det endelige produkt at omfatte to rækker med 18 celler, i alt 36 tegn. Holdet sigter mod at kunne fremstille sin enhed for kun $100.

En CAD-gengivelse af Taktil, beregnet til at være en smule større end en slikbar.

En lavpriskonverter kunne gøre blindskrift mere tilgængelig. Ud af de 1,3 millioner amerikanere, der er juridisk blinde, er færre end 10 procent læsekyndige i blindeskrift. Faktisk bliver anslået 90 procent af landets blinde børn aldrig undervist i blindeskrift eller mangler helt adgang til det.

Charlene Xia '17 bemærker, at en del af grunden til, at eksisterende enheder er så dyre, og i nogle tilfælde voluminøse, er den forældede karakter af den eksisterende teknologi. Ingen har tænkt på at opdatere det, forklarer hun. Vi foreslår en ny mekanisme, der vil sænke omkostningerne.

De fleste genopfriskelige punktskriftsskærme bruger piezoelektriske aktiveringsmekanismer til at flytte stifterne, der genererer de ujævne mønstre, der angiver hvert bogstav. Der er et begrænset antal virksomheder, der producerer disse Braille-celler, siger teammedlem Grace Li ’17. Så der er mangel på konkurrence, hvilket driver omkostningerne op. Sådanne celler kræver også konstant påført spænding for at bevæge stifterne op og ned.

Team Tactile undersøger alternative mekanismer, der bruger billigere materialer og kræver mindre strøm til at kontrollere pin-bevægelser - måske afhængige af mikrofluidik eller magneter. Og den undersøgelse har været en uddannelse i sig selv. Jeg har haft mulighed for at lave bagsideberegninger, bore huller i aluminium og prøve alle disse praktiske aspekter af materialevidenskab, som jeg ikke havde været udsat for før, Chen (Bonnie) Wang '17 siger.

I sidste ende sigter de efter et 6 x 3 x 1 tommer produkt med et kamera på undersiden for at tage et billede af tekst, som derefter sendes til en mobiltelefon-app via Bluetooth. De første 36 tegn vil blive ekstraheret fra billedet, konverteret til punktskrift og videregivet tilbage til enheden, hvor de enkelte stifter vil bevæge sig op eller ned for at danne bogstaverne, der kan skelnes ved berøring. Et endnu ikke fastlagt feedbacksystem (måske en vibration eller et auditivt signal) vil indikere, om teksten blev registreret, eller om enheden skal drejes for at fange den korrekt. Brugeren bliver bedt om at trykke på panoreringsknappen for at genopfriske Braille-displayet og modtage de næste 36 tegn, hvis der er flere i billedet, eller at flytte enheden ned på siden for at scanne og fortolke den næste tekstblok.

Mobilappen udnytter en smartphones kraftfulde processor og Wi-Fi-funktioner. Det gør det også muligt at gemme oplysninger på telefonen og få adgang til dem senere. Selvom gruppen er ved at udtænke sin egen app, kan Tactile også fungere sammen med tredjepartssoftware.

Med lidt hjælp fra Microsoft #MakeWhatsNext-patentprogram , som tilbyder pro bono juridisk støtte til hold, der indeholder mindst én kvinde, er taktile patenter under revision i USA og Indien. Jeg var ikke klar over, hvor mandsdomineret patentindustrien var, siger Li, der var overrasket over at erfare, at selvom kvinder har mere end femdoblet deres repræsentation blandt amerikanske patentindehavere siden slutningen af ​​1970'erne, er færre end 20 procent af alle amerikanske patenter opført selv. en kvindelig opfinder i 2010. Vi føler meget, at vi ønsker at være rollemodeller for unge piger, der er interesseret i STEM.

De seks er blevet kontaktet af produktionsvirksomheder og ngo'er, der er interesserede i deres design - og de har nået ud til nogle andre - men Team Tactile vil ikke træffe nogen beslutninger, før produktet er færdigudviklet. Da marts-deadline for at træffe livsbeslutninger (som Xia udtrykte det) nærmede sig, havde alle holdkammeraterne allerede forpligtet sig til at fortsætte arbejdet med at udvikle Tactile i en periode, efter at de var færdige i juni. I mellemtiden har Tactile allerede givet teammedlemmer en mulighed for at anvende viden indsamlet i laboratoriet og klasseværelset til verden uden for MIT. Siger Xia: Du kan arbejde på et problemsæt til skolen, eller du kan arbejde på noget, der kan gøre en forskel.

skjule