211service.com
Se framtiden på ett nytt sätt på SIGGRAPH
Forskare i Japan arbetar på en anordning för att hjälpa synskadade att känna sig framme i ett rum utan att använda händerna. Prototypanordningen, kallad ett forehead retinal system (FRS), visades denna vecka på SIGGRAF konferens i Boston.
Designad av forskare vid University of Tokyo och ett japanskt företag, EyePlusPlus , omvandlar systemet visuell information till taktila förnimmelser med hjälp av en liten kamera och 512 elektroder monterade på pannan. Kameran implanteras i ett par solglasögon och elektroderna placeras inuti ett pannband.
Den första prototypen distribuerades i oktober 2005 och distribuerades till synskadade elever i Japan. Först var eleverna inte mottagliga för den nya enheten, säger forskarassistent Hiroyuki Kajimoto av professor Susumu Tachis laboratorium vid universitetet, eftersom de inte kunde stå emot smärtan av de elektriska pulserna i pannan. Huden på pannan saknar det tjocka underskiktet, kallat status corneum, som finns i fingerhuden. Utan det extra lagret kan elektroderna orsaka överdriven nervstimulering och svår smärta när de aktiveras.
För att bekämpa detta problem implanterade Kajimotos team ett joniskt gelark mellan elektroden och pannan, som hade samma tjocklek och elektriska impedans som status corneum-lagret i epidermis.
För att säkerställa att enheten var lätt och bärbar använde Kajimotos team samma integrerade högspänningsomkopplingskrets som används för att driva mikromaskiner. Kretsboxen, som är ungefär lika stor som en gammal Sony Walkman, kan bäras av användaren i en liten påse och trycket på pulserna kan styras med en volymratt.
Kajimoto förväntar sig att om människor har lämplig utbildning kan enheten vara ett operationsfritt alternativ till en konstgjord näthinna. Enligt Norman Radtke, en läkare vid Retina Vitreous Resource Center i Louisville, KY, är kirurgisk näthinnetransplantation 5 till 10 år från att vara tillgänglig för den allmänna befolkningen. Mer än 700 personer i USA har retinal pigmentosa, en grupp av ärftliga ögonsjukdomar som påverkar näthinnan, och 1,7 miljoner lider av synnedsättningar av åldersrelaterad makuladegeneration.
Så detta nuvarande japanska projekt har enorma konsekvenser. Ändå finns det återstående tekniska utmaningar. Kajimoto identifierade två problem som de för närvarande arbetar med: bildbehandling och avstånd. I dagsläget är projektet för enkelt för det dagliga livet, säger han. FRS kan inte förstå komplicerade former. Vi måste hitta ett sätt att förenkla objekt utan att symbolisera systemet.
Systemet har för närvarande inte heller någon djupuppfattning. Den kan upptäcka föremål ungefär 20 fot bort, men stimuleringen ändras inte när användaren kommer närmare eller längre bort från föremålet. Kajimotos team arbetar med att mäta avstånd genom att bygga ett stereoskopiskt system med två eller tre kameror.
Medan jag var på SIGGRAPH hade jag möjlighet att testa FRS på två olika sätt. Först satte jag mig vänd mot en vägg för att se till att inga andra föremål var synliga. Sedan viftades två pinnar framför kameran. Jag kunde bokstavligen känna pinnarna i min panna; när de rörde sig eller ändrade riktning förändrades känslan i min panna. Känslan var vibrerande, som om min panna fick massage, och även om den var något obehaglig, var den inte smärtsam.
Det andra testet innebar att gå. Forskarna eliminerade andra perceptuella distraktioner, eller ljud, i rummet genom att blockera en sektion, och de ersatte standardkameran i det första testet med en infraröd. Sedan slöt jag ögonen och gick runt i det lilla rummet och försökte undvika två stolpar. Även om jag vinglade runt lite, och emellanåt stack ut armen för vägledning, lyckades jag inte stöta på någonting.
Som du kan se är avstånd en nyckelfaktor för att göra FRS till en användbar enhet, men ännu mer avgörande är träning, säger Kajimoto. Han tror att de med synnedsättning kan ha lättare att använda enheten än seende personer som jag. Persienner har ett mycket mer akut känselkänsla och kan därför snabbare upptäcka föremål av olika former, säger han. För närvarande tränas användare i Japan med föremål av olika former.
Kajimoto tror att FRS kommer att vara kommersiellt tillgänglig inom ett år. Och 2008 hoppas han att en blind maratonlöpare ska bära en FRS i de paralympiska spelen i Peking. – Av Brittany Sauser