Прототип навигационного устройства для людей с частичной или полной потерей зрения, способный измерять расстояния до объектов (лающих собак или проезжающих мимо машин) и издавать звуковые сигналы с частотой, зависящей от расстояния до них, разработали специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ», 16 января сообщает пресс-служба вуза.

Являясь важнейшим органом чувств для человека, зрение предоставляет ему информацию об окружающей его обстановке, поэтому полная или частичная слепота становится для человека серьезной проблемой в его обыденной жизни. При этом для него возрастает значение слуха, который становится для потерявшего зрение важным средством коммуникации с окружающим миром.

С помощью слуха человек различает звуки по громкости, высоте, тембру и длительности звучания, подсказывая ему какой объект их издает и где он находится — ориентироваться в этом случае человеку помогает эхолокация. У людей с врожденной слепотой или потерявших зрение много лет назад способность к эхолокации высока.

Однако даже в этом случае, если такой человек попадет в среду с большим количеством источников звуков, ориентироваться ему в ней будет трудно. Поэтому ученые занимаются поиском и разработкой методов, которые помогут потерявшим зрение оценивать расстояния до каких-либо объектов даже в шумной обстановке.

Руководитель проекта, ассистент кафедры биотехнических систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Димитриос Палогианнидис рассказал о проделанной коллективом работе:

«С помощью 2D-визуализации звука мы разработали прототип навигационного устройства для людей с частичной или полной потерей зрения. На сегодняшний день он способен измерять расстояния до какого-либо объекта (например, до лающих собак или проезжающих мимо машин) и издавать звуковые сигналы, частоты которых меняются в зависимости от расстояния до них. То есть, если объект находится близко, звуковой сигнал становится более резким. Если далеко, то, наоборот, слабым».

Перед тем как приступить к созданию прототипа задуманного устройства, ученые ЛЭТИ сделали привязку различных звуков к координатам по существующей базе данных их импульсных характеристик, зафиксированных с определенных расстояний.

Руководитель проекта пояснил, что различия между людьми влияют на их восприятие тех или иных элементов окружающей среды и взаимодействие с ними. Так, до ушей человека ростом 190 см звук будет доходить дольше, чем до ушей человека ростом 170 см, и характеристики звука к этому времени будут другими.

Поэтому исследователям нужно было обеспечить прототип возможностью настройки работы в соответствии с анатомическими особенностями и потребностями каждого человека.

«На основе этого прототипа мы можем создать навигационное устройство для крепления на голову (например, в виде очков). В перспективе оно сможет работать автоматически в качестве сканера окружающей среды, которое способно измерять расстояние до объектов и сообщать об этом пользователю. В частности, при модификации компьютерным зрением и веб-камерой, устройство сможет даже различать объекты друг от друга», — отмечает Димитриос Палогианнидис.

В сентябре 2023 года разработанная в ЛЭТИ система получила патент РФ. Сам метод трехмерного анализа звука посредством двухмерной визуализации исследователи описали в статье «Возможность трехмерной визуализации звука для оценки его локализации», представленной на IV Международной конференции по нейронным сетям и нейротехнологиям (НейроНТ) и опубликованной в цифровой библиотеке IEEE Xplore.