Браслет-поводырь

Актуальность

По данным Всемирной организации здравоохранения, всего в мире как минимум 2,2 миллиарда человек испытывают проблемы со зрением или страдают от слепоты. В некоторых случаях возможно обойтись очками или пройти курс специальной терапии. Но это не всегда помогает.

В России около 18 тысяч детей с ослабленными зрением или полной слепотой. Чтобы помочь незрячим или слабовидящим детям более или менее свободно ориентироваться в большом городе, обычно заводят собак-поводырей, но таких собак мало, и не все родители могут себе позволить иметь такую собаку, да и уход за ней также вызывает сложность. Становится трудно пользоваться общественным транспортом, а о посещении других стран можно вообще забыть! Что же делать? Наш ответ прост: использовать наш браслет-поводырь!

Цель

Создать прототип устройства, которое поможет слабовидящему ребёнку ориентироваться в окружающем пространстве.

Задачи

1. Изучить существующие приспособления для слабовидящих граждан.
2. Изучить программные средства.
3. Подобрать компонентную базу на основе современных робототехнических наборов.
4. Изготовить прототип устройства, провести стендовые испытания прототипа и проанализировать результат.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Компьютер с установленным на нём ПО (Arduino IDE, Компас 3D, Autodesk Fusion 360, Fritzing слайсеры Polygon X и Cura)
• 3D-принтер Picaso Designer X Pro
• Электронный конструктор на базе Arduino Nano
• Датчики расстояния (ультразвуковой дальномер)
• Пьезодинамик
• Вибромоторчик
• Кнопочный переключатель
• Паяльник

Описание

В 2020 году авторы задумались над темой проекта в конкурсе по 3D-моделированию и стали изобретать разные игрушки для детей с ограниченными возможностями по зрению, которые можно было изготовить и распечатать на 3D-принтере. Так и пришла мысль создать «Браслет-поводырь».

Это небольшое устройство, носимое на перчатке, которое работает по принципу эхолокации. Спереди у него есть «глазки» – ультразвуковой датчик, который одним «глазком» посылает звуковую волну на частоте, не различимой человеческим слухом (~40 кГц), а затем вторым «глазком» ловит отражённую от предмета волну. Ещё необходимо знать для понимания принципа работы устройства, что звук распространяется в воздушной среде не мгновенно, а с некоторой скоростью (340 м/с). Так, за конкретно взятый промежуток времени звуковая волна пробегает расстояние туда и обратно, т.е. . Таким образом, все расчёты производились мгновенно в микроконтроллере Arduino, встроенном в перчатку, именно он явился «мозгом» устройства. Сейчас браслет «оповещает» своего хозяина с помощью звукового пьезодинамика и вибромоторчика о том, что в направлении вытянутой вперёд руки есть препятствие.

Интенсивность этих сигналов возрастает по мере приближения к предмету.

Авторы проекта сделали корпус устройства, собрали электронные компоненты и написали программу.

Результаты работы/выводы

Авторам удалось создать недорогой и удобный в использовании прибор, который может быть интересен слабовидящим детям. Безусловно, он пока не может полностью заменить трость или собаку-поводыря.

Но в помещениях, где пространства ограничены, например, в школьных классах, наш браслет будет гораздо удобнее.

Перспективы использования результатов работы

После испытаний данного браслета с незрячим подростком был получен реальный отклик, который определил будущее направление для развития проекта. Сейчас появляются технологии распознавания объектов с помощью ИИ. Таким образом, первый прототип браслета дал подсказку к решению проблемы по улучшению качества жизни незрячих людей.

Сейчас существуют технологии, которые могут в большей мере ответить на запросы со стороны незрячих. Это действительно сложная техническая задача, но она решаема! Мы надеемся улучшить нашу разработку и предложить обществу уже самый настоящий «браслет-поводырь». Надеемся на дальнейшее сотрудничество и помощь в разработке усовершенствованного прототипа со стороны вузов-партнёров, участников проекта и общественных организаций, так как уровень технической сложности возрастает.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РООИ «Перспектива»

Награды/достижения

VII Всероссийский конкурс юных техников и изобретателей «Юные техники и изобретатели» – призёр