В основе проекта лежит технология нейропластичности, позволяющая заменить один способ восприятия другим – по замыслу учёных незрячие люди смогут «видеть» окружающий мир с помощью осязания. Проект по созданию так называемого сенсорного зрения реализуется в Балтийском федеральном университете имени И. Канта.
Передача зрительной информации происходит по определённому алгоритму, изучив который, человек может представлять глубину и очертания находящихся перед ним предметов и объектов. На трехмерной карте окружающего пространства каждому объекту присваивается значение удаленности, и чем ближе к незрячему находится предмет, тем больше вибрация в соответствующей области виброматрицы.
«Идея сенсорного зрения не нова, при обзоре литературы мы нашли статью 1969 года в журнале Nature, где экспериментально доказали, что изображения, генерируемые на спине человека с помощью матрицы из множества вибраторов, могут распознаваться. В ходе этого эксперимента человек мог прочесть буквы и даже различать силуэты. И эта работа вдохновила меня на идею разработки прибора для незрячих», — рассказал заведующий лабораторией оптических излучений научно-технологического парка «Фабрика» БФУ Дмитрий Шитц.
Принцип работы, изобретенного Дмитрием Шитцем прибора, весьма оригинален. 3D-камера считывает окружающее пространства незрячего пациента. Изображения поступают на встроенный в устройство мини компьютер, который мгновенно выстраивает карту удалённости предметов, находящихся в поле зрения.
Затем посредством специального контроллера и виброматрицы эта карта превращается в цепочку вибро-тактильных передач, который незрячий человек в буквальном смысле ощущает на своей руке.
Несмотря на разработки прошлых лет, идея аппарата для незрячих на основе сенсорного зрения является полностью оригинальной. Сотрудниками Балтийского федерального университета имени Канта на неё уже получен соответствующий патент.
«На данном этапе мы научились строить 3D-карту удаленности предметов: нами создана специальная программа для обработки изображения со стереокамеры, которая также умеет разбить это изображение на участки-пикселы и присваивать каждому из них значение удалённости», — отметил Шитц. По его словам, отдельной и не менее сложной задачей проекта является разработка контроллера и виброматрицы с хорошим разрешением.
Технология сенсорного замещения была разработана в 60-х годах XX века американским нейрофизиологом Полом Бах-у-Рита. Она опирается на свойство нейропластичности мозга, которое позволяет отдельным зонам мозга меняться под действием опыта, а также восстанавливать утраченные связи после повреждения или вырабатывать новые связи. На практике это позволяет научиться заменять один способ восприятия другим.
Схожая технология уже применяется в России. В частности, проект vOISe vision обучает незрячих людей «ощущать» окружающее пространство с помощью звука. Регулируя громкость и высоту по определённому алгоритму устройство позволяет воспринимать не только глубину пространства и очертания объектов, но и различать полную картину пространства в чёрно-белом виде.
Об этой и других технологиях читайте в нашем блоге на Хабр: Реабилитационная индустрия России.
По материалам Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта. Фото: Elia Pellegrini.
