Определение тифлотехники и ее назначение

В зависимости от того, какой электрод включается, вызывая  появление фосфена в мозгу, создается  пространственный образ. Первый сеанс искусственного видения был не менее трогательным и многообещающим, чем преподанный ребенку первый урок чтения. «Я вижу, — сказал слепой, — букву А, у которой отвалилась правая нога». И с этой детской фразы семь человек, работавших над прототипам аппарата, по-настоящему встретились в той точке, где смыкались границы столь различных областей знания».

В чем трудности решения  проблемы на этом пути? Сейчас еще никто  не знает, каковы будут последствия  вживления электродов в мозг. Как  бы ни были тонки электроды, вживить большое количество их в мозг сложно, а зрительный нерв, через который передается информация в мозг, имеет около миллиона нервных волокон. Организм отторгает инородное тело. Электроды обрастают уплотненной тканью, в которой меньше кровеносных сосудов, со временем ухудшается проводимость этой ткани. Кроме всего прочего, далеко не каждый человек согласится, чтобы в его мозг так бесцеремонно вторгались.

Эксперименты по вживлению  электродов в кору головного мозга  проводятся и в Советском Союзе. Ими занимается в Ленинградском институте экспериментальной медицины внучка знаменитого русского невропатолога и психиатра В. М. Бехтерева профессор Н. П. Бехтерева. Эта тема требует тщательных исследований и, наверное, многих лет работы.

Ученые других стран, инженеры, физики, медики пытаются решить вопросы ориентации слепых в пространстве иными путями. Одним из таких путей является эхо-локация.

Давно замечено, что летучая мышь прекрасно ориентируется без  зрения. Исследования показали, что  на расстоянии пяти метров она может допустить отклонение от цели не более пяти миллиметров.

На меньшем расстоянии она без  промаха захватывает в пасть  мелкое насекомое. Летучая мышь выбрасывает  пучок импульсов, направляя их вперед под углом в 30°. Эти импульсы, отражаясь от предметов, птиц, насекомых, воспринимаются ухом летучей мыши, раковина которого устроена особым образом и для такого маленького животного имеет ширину до 12 мм. Ухо мыши является своего рода приемным устройством.

Дельфины имеют очень  плохое зрение, но, пользуясь эхолокацией, они прекрасно ориентируются.

Убедившись путем экспериментов  в большой эффективности эхолокации у летучих мышей и дельфинов, ученые до сих пор не могут объяснить, как летучей мыши удается вычленить  в широком пучке импульсов мелкую мошку или комара.

Первые ультразвуковые эхолокаторы были разработаны в  Англии инженером Лесли Кеем, который  переехал в Новую Зеландию и организовал  там выпуск локаторов. Сначала локатор  был выполнен в форме ручного  электрического фонарика а блок питания находился в кожаной сумке.

Новый вариант ультразвукового  эхолокатора Кей смонтировал  в оправе для очков, несколько  утолщенной по сравнению с обычной. Над переносицей установлено  три датчика. Один из них излучает, а два других принимают ультразвук, отражаемый от предметов и препятствий, встречающихся на пути слепого. Электронный блок преобразует воспринятый ультразвук в звуковые сигналы. Они передаются через миниатюрный головной телефон, закрепленный в дужке очков. Проводочки, идущие от датчиков к электронному блоку, спрятаны в оправе очков и только в торце дужки выходят наружу.

Управление локатором  и электронный блок смонтированы в одной коробке размером с  пачку сигарет. Она свободно умещается  в грудном кармане костюма  или при помощи пластинки-зажима может быть закреплена на поясном ремне. Локатор имеет два диапазона: длинный — с излучением ультразвука на шесть метров и короткий — на три метра.

Удаленные предметы создают  высокие тона звука. По мере приближения  к предмету тон звука понижается, но в то же время он становится громче. Когда слепой совсем близко подходит к предмету, звуки становятся слабее и на расстоянии 60—50 см от предмета совсем затухают. Локатор имеет 3 ручки управления: для включения и выключения прибора, переключения диапазона, регулирования громкости сигналов. Разработки ультразвуковых эхолокаторов активно ведутся и в Советском Союзе.

Недостатки существующих отечественных и зарубежных моделей  локаторов заключаются в том, что они, определяя вертикальные или возвышающиеся над землей препятствия, почти совсем не дают информации о препятствиях на уровне земли (уступы, выбоины, канавы, открытые канализационные люки), а ведь именно эти препятствия представляют для слепого наибольшую опасность.

От удара о столб  или другой предмет в худшем случае будет синяк или шишка на лбу. При падении в открытый канализационный люк или траншею можно получить тяжелое телесное повреждение. Поэтому при проведении экспериментальных испытаний ультразвуковых локаторов и при пользовании локаторами слепые не отказываются от трости.

Для определения препятствий  на уровне земли необходима очень  узкая диаграмма направленности пучка ультразвука, где-то в пределах 3°. Такая диаграмма направленности не годится для определения вертикальных препятствий. Для этих целей она должна составлять угол в 12—15°.

В связи с этим сейчас ведутся работы по созданию локатора с двумя разнонаправленными пучками  ультразвука: один -*- горизонтально  земле, другой — под углом к  земле. Схема локатора создается  на микромодулях. Пытаются применять также пьезокерамические выпрямители.

Имеются две технические  трудности в создании такого ультразвукового  локатора. Надо найти способ дифференцировать, расчленять поступающие сигналы  от разных пучков ультразвука и максимально  освободиться от излишней информации, не имеющей практического значения при ориентировке.

Одновременно в нескольких странах ведется разработка приборов для ориентировки на светооптическом  принципе действия. В Соединенных  Штатах Америки фирма «Тейбол-Телефон» создала экспериментальный образец прибора для ориентировки слепых в пространстве. Он вмонтирован в трость. Прибор создан на микросхемах с применением миниатюрного лазерного устройства весом 35 'Граммов.

Диаграмма направленности представляет собой веер из трех пучков. Один из них направлен строго горизонтально и должен обеспечивать обнаружение препятствий, которые находятся впереди, второй — под небольшим углом вверх. Третий лепесток веера направлен к земле на расстоянии 1,2—1,5 метра впереди идущего слепого. Он должен давать информацию о неровностях поверхности дороги.

По замыслу разработчиков, луч лазера должен обнаруживать уступы и выбоины глубиной более 3,5 сантиметров. Выход сигналов сделан на звук. Предпочтение дается сигналам от нижнего пучка. Питание  прибора обеспечивается от аккумуляторной батареи. Его хватает только на два часа работы прибора.

«В одном из шведских исследовательских институтов разработан лазер-эхо. Он предназначен для того, чтобы в значительной мере обезопасить  ходьбу по тротуарам улиц. Миниатюрные  части этого прибора смонтированы в трубке из стекловолокнистой пластмассы длиной 1,3 метра.

Для получения световых вспышек в этой трубке используется арсенид галлия. Частота вспышек  прибора достигает примерно 1000 в  секунду. Там же, в трубке, смонтирован  миниатюрный фото детектор (приемник света, отраженного от препятствия, возникшего на пути слепого). Слепой во время ходьбы как бы опирается на эту палку-трубку. Когда луч лазера встретит на своем пути приближающееся препятствие, фотодетектор воспринимает отраженный луч, мгновенно преобразует его в звуковой сигнал, который и услышит слепой» (газета «Труд», «Лазер-эхо для слепых», 30. 08. 74).

Применение луча лазера в приборах для ориентировки еще  мало изучено. Известно, что через  стекло луч лазера свободно проходит. Если слепой с таким прибором окажется перед стеклянной дверью, то он звукового сигнала о препятствии не получит.

На отражение луча лазера влияет качество обработки поверхности  предмета. Например, стоят два одинаковых по размеру и форме шкафа, один — полированный, другой — крашеный. Если поочередно объектив прибора наводить на них, то звуковые сигналы будут разными по тональности; или еще пример: две пары черных ботинок — одна пара, начищенная до блеска, другая — нечищеная. Сигналы, отраженные от них, получаются разные.

Такое поведение луча лазера очень осложняет толкование сигнала или, иначе говоря, затрудняет расшифровку, осмысливание воспринимаемых на слух сигналов.

Много говорилось и писалось о создании аппаратов для чтения слепыми плоскопечатного шрифта. Создание малогабаритного аппарата для индивидуального пользования, который преобразовывал бы печатный текст в разговорную речь, сейчас специалисты считают нереальным делом. Машина или аппарат может четко преобразовывать отдельные буквы в звук, соответствующий каждой букве, но не в состоянии трансформировать книжный текст в разговорную речь, потому что основы письма и устной речи разные. Многие слова пишутся иначе, чем произносятся, две или три буквы, соединенные в слоги, звучат совсем по-другому, чем те же буквы, произнесенные отдельно.

Современные достижения науки и техники позволяют  создать читающую машину, основанную на принципе графемно-морфемного синтеза  речи. Такая машина должна иметь  оптическое считывающее устройство, включать в себя очень емкое запоминающее устройство для хранения записанных на магнитную ленту фонем, звуков, слогов, буквосочетаний, предлогов, коротких, не делящихся на слоги слов и электронно-вычислительную машину для синтезирования речи, т. е. для составления слов. Образец такой машины уже есть в США.

Машинное чтение монотонное, и естественно, что машина, очень  сложная по конструкции и дорогая, доступна для приобретения только учреждениям  и в основном предназначена для  научно-экспериментальных целей.

Технически можно создать  аппарат, который будет преобразовывать плоскопечатанный шрифт в текст по Брайлю. Аппарат этот будет сложный по устройству и дорогой по стоимости, но он сможет «читать» текст, напечатанный не более чем двумя шрифтами, близкими по размеру и форме. Практически в печати применяется около 20 типов шрифтов. В связи с этим представляется малооправданным создание аппарата для чтения плоскопечатного текста.

Современные достижения науки и техники открывают  другие возможности более широкого использования слепыми плоскопечатных изданий.

В крупных типографиях  набор текста автоматизирован. Читающий автомат «переводит» машинописную рукопись на перфоленту. С нее уже  ведется печатание книги. Перфолента требует сравнительно немного места  для хранения, ее неоднократно можно  использовать в полиграфии. Эту же перфоленту можно переписать на магнитофонную ленту в виде кодовой записи, а затем при помощи специального небольшого устройства размером в два кассетных магнитофона «Вильма» с магнитофонной ленты получать текст по Брайлю. На одну кассету можно записать 5 тысяч страниц обычного текста.

Популярная в мире голландская фирма «Филлипс»  разработала видеопроигрыватель. Видеопроигрыватель является приставкой к обычному телевизору. Фирма «Филлипс» начала выпускать  специальные пластинки. Одна такая пластинка при помощи видеопроигрывателя будет в течение целого часа давать на экране телевизора; цветное и озвученное изображение.

Как может быть использовано это изображение для слепых и  слабовидящих?

На магнитные диски  или пластинки можно будет  записывать книжный текст, а затем крупным планом давать его на экране телевизора.

Экраны телевизоров  в перспективе намного увеличатся. На экране можно будет давать абзацами во много раз увеличенный шрифт  с хорошей контрастностью.

Другая возможность  заключается в том, что записанный кодом на магнитный диск книжный текст можно воспроизвести при помощи специальной приставки в текст по Брайлю, который будет появляться на тактильном столике в виде целой строки или даже одновременно двух строк. Поражает фантастическая емкость возможной записи. На десяти дисках можно записать две тысячи томов по 500 страниц каждый. Специалисты утверждают, что это вполне реальное дело. Надо только решить проблему поиска нужного материала в такой емкой записи. Диск видеопроигрывателя будет вращаться на воздушной подушке, что обеспечит продолжительный срок его службы.

Одновременно в нескольких странах ведутся разработки электронно-оптических приборов для чтения слабовидящими  книжного текста. В Западной Германии разработана телевизионная установка, которая дает возможность увеличения текста до ста крат. Размер экрана этой установки — 61 см по диагонали, стоимость аппарата — 3500 марок. В США разработан электронно-оптический прибор «Оптакон», при помощи которого математики-программисты считывают информацию на выходе из электронно-вычислительной машины. «Оптакон» дает изображение плоскопечатных цифр и букв путем появления на панели прибора мелких подвижных штифтиков, изображающих контуры соответствующих знаков (цифр и букв). Пользование прибором требует хорошей тренировки, его стоимость около 4000 долларов.

Львовский завод кинескопов разработал приставку к телевизору для чтения слабовидящими плоскопечатного  шрифта. Она дает увеличение текста на экране до сорока крат. При этом можно  дать позитивное и негативное изображение текста, т. е. на белом фоне — черный текст или на черном фоне — белые буквы.

Из несложных электронных  бытовых приборов Воронежский завод  электровакуумных приборов разработал «световой индикатор» для определения  уровня жидкости, наливаемой в сосуд, и для проверки наличия света в комнате. Комплект датчиков к этому прибору разного назначения придает ему универсальность. Этим же заводом разработан «звуковой маяк» индивидуального пользования и стационарный для ориентировки на звук.