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改善傳統視障輔具 南臺科大推出物聯網智慧手杖

當搭載在智慧眼鏡模組上的紅外線感測器偵測到障礙物時,手杖便會發出震動,提醒使用者避開或是繞行。蔡騰輝

在行走的過程中,除了必須協調全身肌肉前進以外,更要知道前方有哪些障礙物。一般視障人士行走時,可能由人員引導或是透過視障手杖觸碰前方障礙物;然而,有些懸空障礙物就無法輕易透過手杖感測到,有時也會因此造成行走上的困難。因此南臺科技大學研發團隊推出了視障者智慧輔具系統(smart aid system for visually impaired)。

視障者智慧輔具系統是在傳統輔助工具的概念上,結合物聯網技術,提供即時追蹤和臨時應變的功能。進而補足傳統產品的不便,也降低龐大的醫護成本,更能守護與提供視障人士行走時的安全。

智慧輔助工具細部裝置包含了一支智慧手杖與一副智慧眼鏡。由於設計初衷就是提供視障者所使用,因此操作起來也會相當簡單。一開始,開啟智慧手杖與智慧眼鏡的電源,藍牙無線通訊系統將會自動配對。配對成功後,智慧眼鏡會立刻偵測使用者前方懸空的眾多障礙物,智慧手杖則會同時接收眼鏡的偵測訊號。

在使用者便利性的面向上,這組智慧輔助工具採用的是磁吸式的充電介面。因此提供視障者更加方便與直覺的充電過程,不需要擔心找不到充電位置。目前,這組視障智慧輔助工具已經以市面上量產模組化的方式進行開發。也因為這樣,如果只是輔具當中的一個零件壞損、需要更換,使用者就僅需購買部分零件更換,而不需整組丟棄再重新購置新的一組。

然而,許多視障人士生活中,或多或少都已經採用部分行動輔助工具。若是要再另外購置一組輔助工具,或許也不夠經濟實惠。因此,研發團隊將外掛式的設計加進了智慧輔助工具系統。視障者可以只購買智慧輔具的通訊套件,直接加裝在原先的行動輔助工具上,即可使用。

智慧眼鏡部分,研發團隊則是依照人體實際配戴感受進行設計。透過與使用者感受更加貼近的設計方法,降低可能長時間配戴時的不適感。

智慧眼鏡模組功能包括電源與藍牙模組、低電量警示喇叭、重力感測器(G-Sensor)、紅外線感測器、USB充電裝置。智慧導盲手杖部分則搭載Linkit One開發板、重力感測器(G-Sensor)、低電量警示喇叭、USB充電裝置、電源開關、警示震動馬達、可伸縮式導盲手杖裝置、GPS定位模組、LoRa廣域物聯技術模組。

整體操作概念即為,搭載在智慧眼鏡模組上方的紅外線感測器,在使用者配戴之後,將為用戶偵測前方是否有障礙物。一旦偵測到前方有障礙物,會透過藍牙將訊號同步,以低功耗技術回傳至智慧導盲手杖,手杖就會同時發出震動,提醒使用者避開或是繞行。

此外,如果視障者跌倒或是發生其他意外事件,也會透過LoRa廣域物聯技術,將發生的事件訊息傳遞至雲端管理平台。使用者家屬還可以透過系統搭載的App,即時追蹤用戶的位置與狀態。若是發生緊急狀況,警示資訊也會同步傳送至家屬的智慧行動裝置當中。

LoRa是Long Range的縮寫,是低功耗廣域網路(Low PowerWide Area Network,LPWAN)通信技術的一種,同時提供超長距離傳輸,而功耗低的數據傳輸技術。在LPWAN技術被提出之前,用戶似乎只能在遠距離以及低功耗兩者之間取捨。然而,LoRa無線技術的出現,讓傳輸距離與功耗之間的應用效率提高,不僅讓傳輸距離拉遠,也讓功耗降低,進而降低數據傳輸成本。

蔡騰輝

DIGITIMES電子時報智慧醫療主編蔡騰輝Mark Tsai
專注研究智慧醫療產品技術服務導入場域時,所遇到的困難癥結與如何克服要點。
精通中英德語,熱愛挑戰與Swing Dance。
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