5 項移動技術幫助殘疾人實現公平競爭 [影片]

移動裝置因其將網際網路訪問和社交網路等現代便利融入日常生活的能力而變得非常流行。然而，對於殘疾人來說，這些裝置具有釋放前所未有的溝通、導航和獨立的新可能性的潛力。這種在《美國殘疾人法案》（ADA）透過 25 週年之際，受到其重大影響的移動“輔助”技術的出現，標誌著殘疾人向前邁出了一大步。

美國國會於 1990 年 7 月通過了《ADA》，作為一項保護殘疾人免受歧視的民權法律。該法案要求企業、學校和政府機構必須遵守某些要求，以確保人們平等地獲得其服務和設施。在過去的四分之一個世紀裡，《ADA》促使研究人員和工程師在開發新產品和服務時考慮殘疾人的需求，哈里·霍赫海澤說。

，他是匹茲堡大學生物醫學資訊學助理教授。

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根據美國疾病控制與預防中心上週釋出的一份報告，今天，超過五分之一的成年人患有某種形式的殘疾。幸運的是，近年來幾乎所有的計算機和移動裝置都集成了方便其使用的輔助功能，其中包括語音識別；語音轉文字或文字轉語音；以及字幕。

不難找到此類功能的示例。蘋果的 VoiceOver 軟體是一款內置於其 Mac 和移動作業系統中的螢幕閱讀器。iOS 版 VoiceOver 會在使用者將手指劃過圖示和文字時，大聲朗讀 iPhone 或 iPad 螢幕上的資訊。谷歌透過其 TalkBack 功能，在安卓移動裝置上提供了類似的功能。蘋果和谷歌移動裝置也可以與藍牙連線的盲文鍵盤配合使用。此外，蘋果、谷歌安卓和其他移動裝置上提供的“輔助觸控”應用可以幫助無法執行某些手勢（例如使用觸控式螢幕所需的多個手指滑動）的使用者。

一些最令人興奮的輔助技術仍處於早期階段，要麼在實驗室中，要麼在尋找資金以邁出下一步。“如果說有什麼問題，我認為最大的問題是轉化——實驗室中有很多好主意展示了輔助技術的可能性，但卻沒有投入到實踐中，”霍赫海澤說，他也是計算機協會的無障礙委員會的主席。對於許多此類專案，成功的關鍵是在作業系統級別緊密整合新的輔助功能，以便它們可以與現有裝置無縫使用，他補充說。

以下五項技術有可能進一步將當今流行的蘋果 iOS、谷歌安卓和其他流行的移動裝置轉變為可以為患有各種殘疾的人們提供更高程度的自由和獨立的工具。

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基於智慧手機的條形碼掃描器應用程式是移動裝置幫助視力障礙人士購物的一種方式。圖片來源：史密斯-凱特威爾眼科研究所提供

條形碼閱讀器
條形碼閱讀器自 20 世紀 70 年代初開始使用，不再是倉庫工人和商店職員的專屬領域。蘋果應用商店和谷歌 Play 中有許多應用程式將智慧手機變成條形碼掃描器，以幫助進行庫存管理、資料收集甚至價格檢查。最近，應用程式開發人員開始將這些掃描器視為幫助視力障礙人士在工作或購物時識別物品的一種方式。例如，Digit-Eyes 允許 iOS 裝置的使用者建立標籤，他們可以將標籤貼在不同的物品上，然後使用其蘋果裝置上的自動對焦攝像頭讀取這些標籤。該應用程式還可以讀取商店產品標籤上找到的許多標準 UPC（通用產品）和 QR（快速響應）程式碼。

這些條形碼和 QR 碼掃描器應用程式的早期版本——包括 RedLaser、諾基亞的 Point and Find 和 Realeyes3D——要求使用者能夠看得足夠清楚，以便透過智慧手機的螢幕定位並對準條形碼。然而，在 2009 年，史密斯-凱特威爾眼科研究所的研究人員 (pdf) 提出了一種基於智慧手機的掃描器，其中包括一種計算機視覺演算法，該演算法每秒可以處理幾個影片幀，以從大約十幾釐米的距離檢測條形碼。他們提出的掃描器還可以透過手機的揚聲器發出方向資訊，以幫助視力障礙使用者定位條形碼。

到 2012 年底，史密斯-凱特威爾的研究人員詹姆斯·考夫蘭和恩德·特金開發了他們的“條形碼定位和解碼引擎”，或 BLaDE (pdf)，這是一款安卓智慧手機應用程式，旨在使失明或視力障礙的使用者能夠找到和讀取產品 (UPC-A) 條形碼。BLaDE 軟體仍然可用，儘管該專案的資金已經結束，考夫蘭和特金不再積極開發該程式碼。“多年來，我們一直與一些對將 [BLaDE] 開發成功能齊全的條形碼閱讀器應用程式/系統表示興趣的各方保持聯絡，”考夫蘭說。瑞士網站 CodeCheck.info 與瑞士盲人聯合會合作，使用 BLaDE 的早期版本構建了一個 iPhone 應用程式，使視力障礙人士能夠找到和讀取條形碼。考夫蘭說，今年該軟體已被下載 15 次，但他補充說，他不知道特別是視力障礙人士在多大程度上使用了 BLaDE。

以下影片演示了 BLaDE 如何作為視力障礙人士的輔助工具工作

由史密斯-凱特威爾眼科研究所透過 YouTube 提供

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研究人員正在開發一種與平板電腦大小和厚度相似的數字盲文顯示器。圖片來源：PhotoDisc/Getty Images (MARS) 提供

可重新整理的盲文顯示器
可重新整理的盲文顯示器使用機電控制的引腳（與傳統計算機顯示器中的燈不同）來傳達資訊。它們透過使用軟體從計算機的作業系統中收集網頁的內容來實現這一點。該軟體將文字和影像轉換為數字版的盲文，然後使用一排可觸控的指尖大小的矩形單元（像多米諾骨牌一樣並排排列）來表示文字。每個單元都有六個或八個小孔，可以透過這些小孔使用壓電陶瓷執行器伸出和縮回圓形引腳，以表示各種盲文字元。每當一個人用手指（從左到右）讀取盲文行時，引腳配置會重新整理以表示網頁文字的下一行，依此類推。

2005 年，北卡羅來納州立大學的一個研究小組擔心現有的一行式盲文顯示器導致視力障礙人士錯過了網路所能提供的大部分資訊，因此開始開發一種可以將文字和影像轉換為觸覺顯示器的顯示器，該顯示器包含最多 25 行，每行有 40 個單元並排排列。到 2012 年，研究人員成立了一家名為 Polymer Braille 的初創公司，並獲得了國家科學基金會 (NSF) 和美國教育部 (U.S. Department of Education) 的資助，以開發他們的新盲文顯示器。該計劃要求它的尺寸和厚度與平板電腦相似，並使用一種電活性聚合物薄膜，該薄膜會響應施加的電力而移動。這種移動會升高和降低引腳，以建立表示盲文字母、圖形資訊或數學方程式的點陣列。

去年，NSF 向 Polymer Braille 額外授予了 價值近 80 萬美元的兩年期撥款，以幫助該公司在 2016 年中期之前構建一個功能齊全的盲文顯示器原型。Polymer Braille 成功的關鍵是建立一個成本約為 1,000 美元的顯示器，比目前任何可用的顯示器都要便宜幾千美元，該公司總裁、執行長兼北卡羅來納州立大學前學生 楊佩春 說。相比之下，韓國的 Tactisplay Corp. 最近開始銷售一款價值 8,500 美元的 類似平板電腦的盲文裝置。Tactisplay 還計劃銷售一款更小的行動式裝置，該裝置可以捕獲和分析數字影像，然後在手持顯示器上以盲文呈現。Tactisplay Walk（見下方影片）預計售價約為 7,000 美元。

由 Tactisplay Corp. 透過 YouTube 提供

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來自麻省理工學院媒體實驗室、新加坡科技設計大學和新加坡南洋理工大學的研究人員正在開發 FingerReader。圖片來源：麻省理工學院

可穿戴手指閱讀器
有時，使用螢幕閱讀器和類似應用程式並非理想選擇——這些軟體在將文字轉換為語音時可能不準確且速度較慢，並且在嘗試閱讀紙質印刷文字時無法提供任何幫助。為了幫助解決這些需求，一個國際研究團隊正在開發一種指戴式裝置，視力障礙人士可以使用該裝置將任何文字轉換為音訊，即使在昏暗的照明條件下也可以。

來自麻省理工學院媒體實驗室、新加坡科技設計大學和新加坡南洋理工大學的研究人員已經開發了幾種不同版本的FingerReader。第一個版本使用兩個觸覺馬達——一個在手指上方，另一個在下方——當手指偏離文字行時，它們會振動。第二個版本使用音樂音調來提醒手指沒有正確跟蹤。第三個變體結合了振動和聲音。該裝置配備了一個微型攝像頭和軟體，旨在當手指從左向右掃過時即時處理影片。

FingerReader目前僅作為原型存在，但研究人員已經在考慮新的配置和用途。到目前為止，研究人員已經在連線到FingerReader的筆記型電腦上進行了實驗，但計劃建立一個更便攜的版本，與Android智慧手機連線。這項技術或許還能幫助那些有學習障礙或閱讀障礙的人。另一個研究團隊正在探索指戴式裝置的更多用途，並且最近獲得了一項專利，用於其FingerSight感測器，該感測器為視力障礙使用者提供有關更遠距離物體的訊息。

以下影片展示了FingerReader的實際操作

由麻省理工學院提供，透過Vimeo

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HoverZoom 適用於三星 Galaxy S4 和 S5 Android 智慧手機，使移動裝置顯示屏能夠在手指甚至觸控式螢幕幕之前檢測到手指。由不萊梅大學提供

懸停檢測/螢幕鍵盤增強功能
移動裝置螢幕鍵盤甚至會讓沒有身體殘疾的人感到沮喪。因此，研究人員正在嘗試“懸停檢測”功能，該功能允許移動裝置顯示屏在手指甚至觸控式螢幕幕之前檢測到手指。

蘋果公司在 2011 年獲得了一項名為“懸停敏感裝置”的技術專利，該技術可以檢測到在螢幕附近進行的手勢。該專利描述了識別眾所周知的手或手指動作的能力，例如“OK”手勢、用緊握的拳頭敲擊手勢或抓握動作，以向裝置發出命令。三星也不甘示弱，在其某些執行 Google Android 的 Galaxy 裝置上加入了對其 Airview 功能的支援，該功能允許使用者在不觸控式螢幕幕的情況下放大文字或啟用應用程式。與此同時，谷歌一直在透過其Project Soli追求基於手勢的控制，作為與智慧手錶等小型觸控式螢幕互動的一種方式。

據德國不萊梅大學數字媒體小組的研究員 Frederic Pollman 稱，對移動裝置進行程式設計，使其能夠準確識別距離螢幕一定距離的手勢在技術上具有挑戰性。Pollman 多年來一直致力於解決這個問題，併為三星 Galaxy S4 和 S5 Android 裝置開發了一個名為 HoverZoom 的移動應用程式，這兩款裝置都包含 Airview 並且具有處理能力，可以避免使用者的手指移動和裝置響應移動之間出現任何延遲。Pollman 表示，由於他正在撰寫關於迄今為止的研究論文，因此目前該專案沒有太多持續的開發工作。隨著更新、更強大的裝置整合 Airview 或其他型別的懸停檢測功能，人們可能會有更多機會嘗試 HoverZoom，他補充道。

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自 2008 年開發 MobileASL（美國手語）以來，研究人員一直在研究其在較低頻寬下實現更高質量影片的能力——這對透過移動裝置使用 ASL 至關重要。由Huntstock/Thinkstock提供

移動裝置美國手語 (MobileASL)
隨著網路資料速度的提高，移動影片電話應用程式 FaceTime 和 Skype 近年來變得非常流行，這使得影片流更加流暢，延遲更少。這對那些使用移動影片透過手語進行交流的聽力障礙人士來說是個好訊息。然而，這也有一個缺點，因為流式傳輸影片會產生大量資料流量，從而可能導致行動網路速度變慢。如果裝置的流量套餐有限，該技術的成本會很高。

一個由華盛頓大學和康奈爾大學的研究人員組成的團隊花費數年時間研究了一種壓縮影片的方法，以便它可以佔用更少的頻寬，並更好地支援透過行動網路使用手語交流。 MobileASL（美國手語）壓縮專案背後的想法是透過允許在較慢的網路上傳送影片來減輕高速網路上的流量負擔，以便可以在功能較弱的行動電話上顯示影片並消耗更少的電池電量。

自2008 年開發 MobileASL 以來，研究人員一直在研究其在較低頻寬下實現更高質量影片的能力——這對透過移動裝置使用 ASL 至關重要。研究人員在去年年底發表的一項研究中得出結論，MobileASL 的壓縮演算法使聽力障礙人士能夠透過移動影片以遠低於正常資料流量速度的位元率和幀率流暢地使用 ASL 進行對話。華盛頓大學工程學院電氣工程教授兼多元化與訪問副院長 Eve Riskin 說。研究人員不再積極開發 MobileASL，部分原因是自該專案啟動以來，即時網路影片得到了很大改進。儘管如此，Riskin 表示，如果手機提供商選擇在其即時影片編解碼器中實現 MobileASL，該技術可以用來進一步減少資料流量。

以下影片包含人們在 MobileASL 技術的幫助下透過移動裝置進行 ASL 通訊的演示

由華盛頓大學提供，透過 YouTube