211service.com
MIT-studenter uppfinner en enkel enhet som gör tryckt text tillgänglig för blinda
Kl. 07.45 dagen före Alla hjärtans dag 2016 samlades fem studenter vid Stratton Student Center för att delta i den årliga MakeMIT hackathon . Kvinnorna, som varit vänner sedan förstaårsåret, kallade sig Team 100% Entusiasm. Medan de funderade innan hackathonet om vad de skulle bygga, tänkte de på dansande robotar och exceptionellt häpnadsväckande väckarklockor. Men sedan nämnde Jialin Shi ’17 en artikel som hon hade sett om en punktskriftsklocka, vilket fick Chandani Doshi ’17 att berätta för sina lagkamrater om de blinda elever som hon hade arbetat med medan hon hjälpte till att testa utbildningsappar i Delhi en sommar. Eleverna hade blivit hänförda av Doshis bärbara dator, trots att de behövde räkna nycklar för att skriva ett meddelande.
Vid den tidpunkten försvann alla andra idéer som svävade runt, säger Shi. Vi begränsade det till att göra något punktskrift, något som kunde hjälpa synskadade individer. Efter 15 ansträngande timmars konstruktion vid hackathon – och bara tre minuter innan tiden rann ut vid 12:30-tiden – kom gruppen fram med en skrymmande enhet som kunde upptäcka bokstaven L och återge den i punktskrift genom att flytta sex utskjutande stift. Konceptet, kallat Tactile, säkrade förstaplatsen och en Microsoft-sponsring. Och efter att ha byggt ett proof of concept, förvandlades Team 100% Entusiasm officiellt till Team Tactile.
Under de kommande tre månaderna började Team Tactile utveckla en mer robust prototyp och gick till finalen i Microsofts Föreställ dig Cup , landade en MIT IDÉER Global utmaning anslag och fick ytterligare stöd från MIT Sandbox Innovation Fund Program . Lagkamraterna lade också till en sjätte medlem (hackathonet hade bara tillåtit lag om fem), vilket gav dem en bra blandning av ingenjörskunskaper för att förverkliga konceptet: tre är maskiningenjörer, två är elektrotekniker och datavetenskap, och en är en materialvetenskapsingenjör.
Alla punktöversättare som för närvarande finns på marknaden kostar mellan $2 000 och $5 000. Team Tactile siktar på att göra sin enhet för bara $100.
Den nuvarande iterationen av enheten, som är ungefär lika stor som tre iPhones staplade tillsammans, har uppsättningar med sex upphöjda stötar på toppen och en miniatyrkamera på botten. Den slutliga produkten kommer att utgöra den första prisvärda handhållna text-till-punktskriftskonverteraren. Enheten lyfter ut tryckta bokstäver från papper på den tid det tar att vända en sida, höjer och sänker nålarna för att bilda punktskriftstecken.
Även om appar som översätter text till ljud är tillgängliga, kan Tactile användas i situationer där ljud inte är lämpligt, förklarar Doshi – till exempel under ett möte eller någonstans offentligt när det är bekvämare att läsa i stället för att höra översättningen. Och medan enheter som konverterar elektroniska dokument till punktskrift också finns, strävar Team Tactile efter att ge överkomlig tillgång till den tryckta skriften i vardagen som är inte elektroniska, inklusive papper, menyer, flygblad, etiketter, räkningar och böcker som inte är tillgängliga online.
Den enda befintliga handhållna enheten som kan översätta tryckt text till punktskrift återger endast 20 punktskriftstecken på en gång. Dessutom är den enheten och andra som kan översätta elektronisk text till punktskrift inte billiga: alla enheter som för närvarande finns på marknaden kostar mellan $2 000 och $5 000. Den blinda arbetslösheten för vuxna har ökat med cirka 70 procent, så många har inte råd med de siffrorna, säger Paul Parravano, meddirektör för Office of Government & Community Relations och en av Team Tactiles MIT-mentorer, som är en mångårig punktskriftsläsare.
Däremot planerar Team Tactile att erbjuda ett generöst antal tecken i en enhet som är både kompakt och prisvärd. Medan Tactiles nuvarande prototyp bara innehåller sex celler (och därmed kommunicerar sex bokstäver åt gången), förväntas slutprodukten innehålla två rader med 18 celler, totalt 36 tecken. Teamet siktar på att kunna tillverka sin enhet för bara $100.
En CAD-rendering av Tactile, beräknad att vara lite större än en godisbar.
En lågkostnadsomvandlare skulle kunna göra punktskrift mer tillgänglig. Av de 1,3 miljoner amerikaner som är juridiskt blinda är färre än 10 procent läskunniga i punktskrift. Faktum är att uppskattningsvis 90 procent av landets blinda barn aldrig lärs ut punktskrift eller saknar tillgång till det helt och hållet.
Charlene Xia ’17 noterar att en del av anledningen till att befintliga enheter är så dyra, och i vissa fall skrymmande, är den föråldrade karaktären hos den befintliga tekniken. Ingen har tänkt att uppdatera det, förklarar hon. Vi föreslår en ny mekanism som kommer att sänka kostnaderna.
De flesta uppdateringsbara punktdisplayer använder piezoelektriska aktiveringsmekanismer för att flytta stiften som genererar de ojämna mönstren som anger varje bokstav. Det finns ett begränsat antal företag som producerar dessa punktskriftsceller, säger teammedlemmen Grace Li ’17. Så det råder brist på konkurrens, vilket driver upp kostnaderna. Sådana celler kräver också kontinuerligt pålagd spänning för att flytta stiften upp och ner.
Team Tactile undersöker alternativa mekanismer som använder billigare material och som kräver mindre kraft för att kontrollera stiftrörelser – kanske beroende av mikrofluidik eller magneter. Och den utredningen har varit en utbildning i sig. Jag har haft möjlighet att göra beräkningar bakom kuvertet, borra hål i aluminium och prova alla dessa praktiska aspekter av materialvetenskap som jag inte hade varit utsatt för tidigare, Chen (Bonnie) Wang '17 säger.
I slutändan siktar de på en 6 x 3 x 1-tums produkt med en kamera på undersidan för att fånga en bild av text, som sedan skickas till en mobilapp via Bluetooth. De första 36 tecknen kommer att extraheras från bilden, konverteras till punktskrift och skickas tillbaka till enheten, där de individuella stiften flyttas upp eller ner för att bilda bokstäverna, urskiljbara genom beröring. Ett återkopplingssystem som ännu inte ska fastställas (kanske en vibration eller en hörselsignal) kommer att indikera om texten har upptäckts framgångsrikt eller om enheten ska roteras för att fånga den korrekt. Användaren kommer att uppmanas att trycka på panoreringsknappen för att uppdatera punktdisplayen och ta emot nästa 36 tecken om det finns fler i bilden, eller för att flytta enheten ner på sidan för att skanna och tolka nästa textblock.
Mobilappen drar fördel av en smartphones kraftfulla processor och Wi-Fi-funktioner. Det gör det också möjligt att lagra information på telefonen och komma åt senare. Även om gruppen utvecklar sin egen app, kan Tactile fungera tillsammans med programvara från tredje part.
Med lite hjälp från Microsoft #MakeWhatsNext-patentprogram , som erbjuder pro bono juridiskt stöd till team som innehåller minst en kvinna, är taktila patent under granskning i USA och Indien. Jag insåg inte hur mansdominerad patentindustrin var, säger Li, som blev förvånad över att få veta att även om kvinnor har mer än femdubblat sin representation bland amerikanska patentinnehavare sedan slutet av 1970-talet, listade färre än 20 procent av alla amerikanska patent t.o.m. en kvinnlig uppfinnare 2010. Vi känner mycket starkt att vi vill vara förebilder för unga tjejer som är intresserade av STEM.
De sex har kontaktats av tillverkande företag och icke-statliga organisationer som är intresserade av deras design – och de har nått ut till några andra – men Team Tactile kommer inte att göra några bestämningar förrän produkten har utvecklats fullt ut. När tidsfristen för att fatta livsbeslut i mars (som Xia uttryckte det) närmade sig, hade alla lagkamrater redan åtagit sig att fortsätta arbeta med att utveckla Tactile under en tid efter att de tog examen i juni. Under tiden har Tactile redan gett teammedlemmar en möjlighet att tillämpa kunskap som samlats in i labbet och klassrummet till världen bortom MIT. Säger Xia, du kan arbeta med en problemuppsättning för skolan, eller så kan du arbeta med något som kan göra skillnad.