触觉感知交互与应用技术：触觉导盲

随着社会科技的发展，国内外研究人员开发了智能导盲、导盲机器人、导盲鞋等助盲设备，大多是通过超声波测障、语音交互和图像识别等技术实现助盲，但基于振动触觉开发的导盲设备较少。

日本筑波大学Makoto等人在2003年提出了一个基于超声波笔和触觉图形显示技术便于盲人之间进行信息交流的终端设备设计。这个设计通过一支盲人超声波笔在触觉屏幕上画出相应图形，盲人通过接收此触觉图形来获取传递的触觉信息。实验结果表明对于简单的直线形状或在提供提示条件下传递圆形等较复杂形状均具有较高的识别效果。

美国大学机器人实验室开发了腰带式助盲设备，在实际应用中可以通过引导的方式使盲人避开障碍物，将盲人作为半被动式接收躲避障碍物命令的移动工具，或者通过超声波描绘出盲人所在区域的地形后以发音等方式使其了解和判断周围环境。

南京理工大学的翟佳文等人研发了一款基于超声波特征信号处理的导盲仪，该仪器由超声波收发电路、特征信号处理电路、电源电路、音频播放电路4部分组成。测试结果显示，该系统的最大探测距离可以达到8 m，且能分辨目标物的细微差别，如障碍物为广玉兰树枝及桂花树枝，两种树枝长度均在30 cm左右，且体积相似，通过对比两种波形可以发现，提取的特征信号可以区别障碍物的外形。(www.xing528.com)

东北林业大学的姚丽等人研制了一款可穿戴电子导盲装置，该设备采用人性化的设计，将导盲装置集成应用于帽子上，方便携带，帽檐部分设计了墨镜造型，具有一定的美观性，且在外形上与普通帽子无异。该可穿戴设备具有3种功能：识别使用者前方障碍物并输出语音提示；通过图像采集模块采集使用者前方的环境信息，并通过语音提示模块提醒盲人；实时获取使用者地理位置信息，并且将使用者实时位置信息反馈给移动终端实现一键求救功能，当使用者遇到危险时，按下位于帽子上的求救按钮，蜂鸣器即可报警求救于周围的人，并能够拨打特定联系人电话。

2016年，Tactile Navigation Tool公司发明了一款传感器背心，通过激光雷达、超声波和红外等传感器检测物体，当检测到前方物体时，便将信号转化为振动信息，从而感知到周围的物体和人，能够辅助视障人士出行。

以上国内外研究人员开发的智能导盲设备大多是通过超声波测障、语音交互和图像识别等技术实现导盲，但基于振动触觉开发的导盲设备很少。心理生理特性实验结果表明，盲人的触觉非常灵敏，基于人体触觉特性研发导盲设备是一个非常好的出发点。基于振动触觉感知导盲系统，这在本书的后面章节将进行详细的研究。