[Гласность] вос и гос или Японцы?
Здравствуйте.
Компьютерный звук рисует для слепых картину местности
Леонид Попов,
3 июля 2009
Авторам этого передового устройства пригодились наработки разных институтов по
системам машинного зрения, искусственного интеллекта, виртуальной реальности,
управления роботами и ряда других сходных дисциплин (фото CASBLiP).
Слух хотя бы отчасти восполняет инвалидам отсутствие зрения, но он не может поведать
им о наличии перед самым носом фонарного столба. Между тем системы
машинного зрения без труда воспринимают окружающий мир. Неудивительно, что на
их основе учёные пытаются создать искусственное зрение. Только как всё же
лучше донести до слепого человека то, что видит машина?
Свой ответ на этот вопрос даёт проект <<Когнитивная вспомогательная система для
слепых людей>> (Cognitive Aid System for Blind People --
CASBLiP),
в котором принимают участие семь университетов, компаний и организаций из Великобритании,
Испании, Италии и Германии. Координирует и ведёт их совместную
работу Исследовательский центр графических технологий политехнического университета
Валенсии (
Centro de Investigacio'n en Tecnologi'as Gra'ficas),
где и базируется этот проект.
Какими вариантами помощи слепым располагает современная техника? Можно предложить
человеку усовершенствованную трость с
ультразвуковой,
лазерной
или
видеолокацией.
Но подобные устройства всё равно не дают полной картины мира -- кибертрости просто
попискивают предупреждающими сигналами при появлении опасного объекта
в непосредственной близи от владельца. Между тем, рассудили авторы CASBLiP, направление
мысли было верным: нужно полагаться на то, что у слепого пациента
развито лучше всего - его способность воспринимать звуки, исходящие от предметов
(машин, листвы деревьев, шагов прохожих), и хорошо определять направление
и удаление источника.
Можно попробовать вернуть слепому человеку зрительные ощущения
тем
или
иным
способом. Но всяческие <<усилители глаз>> и сетчатки-имплантаты - отдельная
большая тема. А если не вмешиваться в организм пациента? CASBLiP предлагает носимый
прибор, несложный в применении (фотографии CASBLiP).
Только вот в обычных условиях звуков не хватает. Во всяком случае -- для того
чтобы спокойно ходить по городу без белой трости, словно зрячий человек. Но,
может, тогда добавить звук синтетический, чтобы <<заговорили>> и фонарные столбы,
и проёмы дверей, и прочие предметы?
Три года работы (на средства Евросоюза, заметим) не прошли даром. Партнёры построили
два устройства, каждое из которых может работать отдельно, но по идее
их можно соединить в эффективный комплекс.
Первый аппарат называется M1. Выглядит он как чёрные очки, разве что стёкла толстоваты
(в них скрыта электроника).
Издалека M1 не отличишь от обычных тёмных очков (фотографии CASBLiP и с сайта
cisad.it).
В основе приборчика лежит лазерный сенсор, разработанный компанией
Siemens.
Первоначально это устройство создавалось для того, чтобы научить автомобили видеть
пешеходов, перебегающих дорогу перед носом, но теперь сенсор нашёл своё
призвание в иной области.
Эти очки испускают инфракрасный лазерный луч (невидимый для окружающих), который
сканирует местность в пределах угла зрения в 60 градусов и на дальность
в 5 метров от человека. Отражённые ИК-лучи воспринимает 64-пиксельная камера,
незаметно вмонтированная всё в те же очки. По разности времени прихода сигнала
в каждую часть матрицы компьютер (его приходится нести в рюкзачке) вычисляет
положение близлежащих объектов.
Лазерный сенсор Siemens проверяет всю местность в пределах своего обзора по 25
раз в секунду (иллюстрация Siemens).
Далее эта информация преобразуется в стереозвук, подаваемый владельцу приборчика
через наушники. Расположение препятствий по горизонтали передаётся смещением
звука вправо или влево, а приближение к препятствию отражается ростом тональности
сигнала либо его громкости (тут возможны варианты -- лучший выбор ещё
определяется).
M1 проходил проверку в закрытых помещениях и на улице. В последнем случае испытательный
маршрут насчитывал 500 метров и включал такие препятствия, как столбы,
деревья, журнальный киоск и лавочки. Каждый испытуемый должен был пройти этот
маршрут всего один раз без подготовки, а потом учёные подсчитали число столкновений
и ошибок, дабы оценить возможности прибора (фотографии CASBLiP).
M1 может быть вполне самостоятельным продуктом, но гораздо интереснее его сочетание
со вторым прототипом под названием M2. В нём удалось совместить ряд
любопытных разработок, выполненных в разных странах.
M2 представляет собой шлем, на котором закреплены две видеокамеры, генерирующие
стереокартинку. Специалисты из факультета компьютерных наук университета
Бристоля (
Departiment of Computer Sciense)
разработали мощный алгоритм обработки изображений в реальном времени, способный
распознавать объекты и препятствия, такие как деревья, автобусные остановки
и лавки в парке, транспортные средства, и, конечно, -- прохожих.
Эта система использует стереоизображение для создания <<карты глубины>>. Также
M2 может анализировать движение объектов и предсказывать их дальнейшее перемещение.
В результате работы этой программы компьютер (опять-таки M2 требует ношения рюкзака)
формирует пространственную карту окружающего мира. Причём обновляет
он её 8 раз в секунду.
Британская программа по картинке с камер может определить - куда движется автомобиль
и насколько он ближе к человеку, чем строения на заднем плане (иллюстрация
University of Bristol).
А чтобы слепой мог по ней ориентироваться, система CASBLiP применяет вторую разработку
-- программу, созданную в университете Лагуны (
Universidad de La Laguna).
Она превращает пространственную информацию в трёхмерную акустическую карту, в
которой каждый объект представлен звучащей точкой.
Её громкость, тон и определяемое благодаря стереозвуку пространственное расположение
помогает слепому представить окружающий мир. При этом, дабы максимально
оперативно смещать звуковое поле в наушниках при повороте головы вправо и влево,
шлем ещё оснащён специально разработанным в рамках проекта гироскопическим
датчиком, передающим на компьютер малейшее движение головы.
Оба аппарата неоднократно испытывались слепыми людьми в самых разнообразных условиях
-- от стен лабораторий до реальных городских улиц. Конечно, были вопросы
и замечания, но в целом все остались довольны. Обучение использованию шло быстро,
и люди начинали воспринимать звуковую картину не как искусственно навязанную
наушниками, а как звук, идущий непосредственно от предметов, окружающих их.
Пока с обработкой информации со стереокамеры и лазерного сканера справляется
ноутбук, так что слепому приходится носить небольшой рюкзак, но кто знает,
насколько достаточно мощные для CASBLiP компьютеры сократятся в размерах завтра?
Не зря же авторы системы именуют её именно рабочим прототипом (фотографии
CASBLiP).
Около десятка испытателей пришли к выводу, что системы типа M1 и M2 могут оказаться
полезным и удобным дополнением к другим средствам помощи. Но при этом
целый ряд участников эксперимента высказал мнение, что никакая электроника не
заменит старую добрую белую трость или собаку-поводыря. А одна участница,
тестировавшая M1, сказала, что <<подсказки>> системы, накладываясь на обычные
звуки внешнего мира, иной раз способны, напротив, запутать человека, нежели
помочь.
Другой испытатель также отметил, что наряду с новыми информирующими звуками наушники
заглушают сигналы извне, по которым слепой ориентируется обычно (например
по изменению в звуке собственных шагов). И это -- неудобство системы.
С другой стороны, как заметил один из испытуемых, <<любое новшество, которое
может повысить автономию слепого человека, -- позитивно>>. А значит, учёные и
инженеры
на верном пути, пусть CASBLiP и нуждается в совершенствовании.
Можно только догадываться, сколько будет стоить такой прибор даже при массовом
производстве. Вероятно, никак не дешевле среднего ноутбука (фотографии CASBLiP).
Один из координаторов проекта -- Гильермо Перис-Фахарнес (Guillermo Peris-Fajarne's)
из политехнического университета Валенсии говорит: <<Предстоит выполнить
ещё много работы, прежде чем эта система могла бы выйти на рынок. Прежде всего,
нужно доказать, что она является на 100% надёжной. Мы не можем допустить
неполадок, когда пользователь переходит дорогу>>.
По словам Гильермо, консорциум компаний и университетов принял решение продолжить
работу в этом направлении даже после окончания финансирования со стороны
ЕС. Также Перис-Фахарнес утверждает, что серийный продукт на основе проекта CASBLiP
может появиться не ранее чем через три или четыре года.
<<Мы ищем партнёров для изготовления коммерчески жизнеспособного продукта. Ведь
до сих пор не существует системы, подобной этой, чтобы была доступна. А она
должна дополнять существующие вспомогательные средства (те же трости). Но успех
будет зависеть от миниатюризации системы и переноса камер на очки>>, -- добавил
Перис-Фахарнес.
Кроме того, участники проекта работают над интеграцией в такую систему и спутникового
навигатора, который рассказывал бы владельцу -- в какой точке города
он находится. Вместе со звуковой картиной местности это существенно помогло бы
передвижению слепого человека.
Во всяком случае техника тут окажется бесценным подарком и будет незаменимой
до тех пор, пока не получат объяснения удивительные скрытые возможности человека.
К примеру, умение некоторых слепых пользоваться
натуральной эхолокацией,
похожей на дельфинью, а других невидящих -- так называемым
"слепым зрением".
*
А что сделано в России на деньги Вос или Гос? Что сделано масштабного и конкретного
для слепых? Если не считать брайлевские надписи в лифтах и на подъездах домов
по пилотным проектам, если не считать слепецких кухонь и т.п.?
*
Титульный лист пособия для Юнеско
Титульный лист пособия для Юнеско
По заданию Института ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании <<Реакомп>>
разработал и издал в 2012 г. учебное пособие <<Информационные и коммуникационные
технологии для людей с нарушениями зрения>>.
Первым случаем государственного финансирования одного из направлений деятельности
центра было выделение денег по контракту с Министерством социальной защиты
на разработку отечественной компьютерной программы экранного доступа, которая
была подготовлена несколькими незрячими специалистами во главе с Ю. И. Котовым.
Программа получила название <<Эхо>>, заказ Министерства был полностью выполнен.
При участии ГЦКТ ВОС НИИ Автоматический аппаратуры имени Семенихина конструировал
тактильный дисплей на 40 пьезоэлектрических модулей (знаков) с его
изготовлением полностью из отечественных материалов. Работа была доведена до
уровня действующего макета и полностью подтвердила принципиальную возможность
производства в России современных брайлевских дисплеев.
Действующий макет пьезоэлектрического дисплея ДТ-2, изготовленный полностью из
отечественных материалов, разработанный НИИ АА имени Семенихина, при участии
ГЦКТ ВОС.
Причём расчёты показывали, что их стоимость будет в два, если не в три раза
ниже зарубежных. К сожалению, продолжавшийся спад оборонной промышленности
не позволил довести дело до серийного производства, хотя опытное предприятие
НИИ АА бралось за выпуск небольшими партиями отечественного дисплея ДТ-2 при
условии доведения его до серии. Единственный изготовленный экземпляр дисплея
по сей день храниться в Институте <<Реакомп>>.
Специальное внимание компьютерный центр уделял вопросу обеспечения незрячих
пользователей качественными <<русскоговорящими>> синтезаторами речи, которые
должны были быть идентичны своим аналогам на английском, немецком, итальянском,
французском и других языках.
Лучше всего развивалась работа в сотрудничестве с НТВЦ ЦНИИ <<Комета>>, который,
по предложению своего шефа академика А. И. Савина, взялся за разработку
устройства автоматического перевода плоскопечатных изданий в рельефно-точечные
книжные варианты. В сущности, конструкторы предлагали схему <<читающей>> машины,
где вместо синтезатора речи на выходе должна была стоять брайлевская печатно-брошюровочная
машина. Авторы идеи быстро согласились, что русскоязычная <<читающая>>
машина для нас нужнее. Они также уяснили, что полукустарное использование некоторых
разработок 80-х годов из нашей оборонки (с узким частотным диапазоном,
плохой разборчивостью речи, при отсутствии ударений и интонаций) не идут ни в
какое сравнение с иноязычными аналогами. Поэтому наши партнёры принялись
<<скрести по сусекам>> и нашли в недрах системы научных центров оборонки организацию
в Санкт-Петербурге <<Центр речевых технологий>>, где капитально занимались
проблемами распознавания русской речи и новыми технологиями её синтеза. Предложенные
руководству компьютерного центра демонстрационные версии будущего
нового синтезатора оказались очень приемлемыми. Научный центр заключил договор
с питерскими коллегами, и началась трёхэтапная работа над новым синтезатором.
На первом этапе синтезатор должен был правильно читать любое русское слово, на
втором этапе - полное предложение с учётом знаков препинания, а на третьем
- абзац текста с соблюдением правильного интонационного звучания русской речи.
К сожалению, и в данном случае очередные политико-экономические изменения
в нашем государстве помешали рассчитаться с партнёром за последний этап работы
и получить окончательный вариант синтезатора. В дальнейшем этот программный продукт
питерцев приобрели французы, у них - <<Элекжест>> в России и русский
отдел фирмы <<Baum Retec>> в Германии. Сегодня мы знаем московско-питерские разработки
под именами Digalo Николай и Elan Speech Cube.
Кафедра лингвистики филфака МГУ имела свои собственные подходы к созданию
русскоязычного синтезатора. Её синтезатор использовался в продукте Клуба
голосовых технологий научного парка МГУ "говорящая мышь для дома". С. Н. Ваньшин,
приглашенный в качестве консультанта, в НПП <<Центр Реабилитация>>, которым
руководила Т. Л. Воробьёва, и который разрабатывал специальное рабочее место
для незрячего руководителя, рекомендовал включить в комплекс русскоязычный
синтезатор с естественным звучанием. При этом, он не подсказывал, где можно взять
его готовый вариант, и сотрудники центра самостоятельно вышли на разработчиков
синтезатора речи в МГУ, у которых приобрели университетский вариант русскоязычного
синтезатора. Так синтезатор речи из МГУ попал в комплексе <<Диктор>> на
службу к незрячим пользователям.
*
Но... К сожалению... К великому сожалению... У нас, как всегда! Хотели, как лучше,
а вышло, как всегда!!! И каков, имеющийся результат? При всех гос и вос вложениях?
Что мы можем противопоставить заграничным разработкам, предназначающимся для
инвалидов, помогающим им?
*
Новый робот ездит на ногах и ходит на колёсах
Константин Болотов,
7 ноября 2011
Главным достоинством новинки японцы называют <<новый алгоритм для распознавания
внешнего мира>> (фото NSK).
Японская компания NSK представила новое поколение робота-поводыря для слепых
людей. Машина движется на колёсах, закреплённых на четырёх ногах. Аппарат автоматически
распознаёт ступеньки и преодолевает лестницу в режиме ходьбы.
Как
сообщает
Plastic Pals, первый прототип <<собаки-поводыря>> NR001 японцы построили в 2005
году, второе поколение NR002 увидело свет в 2007-м. И хотя робот NR003 пока
не готов к выходу на рынок (это должно произойти в 2020 году), он легко затыкает
предшественников за пояс.
По
информации
NSK, робот может двигаться почти со скоростью пешехода, обнаруживая препятствия
благодаря технологии трёхмерного зрения и распознавая не только лестницы,
но и лифты.
Управлять роботом можно одной рукой, нажимая и опуская рычаг, а также посредством
голосовых команд. Технические подробности новинки пока неизвестны.
Пожалуй, лучшим свидетельством прогресса в разработке поводыря может служить
видеоролик, в котором сравниваются два поколения робота. Машины стартуют одновременно,
и <<краб>> NR002 не успевает забраться даже на первую ступеньку, когда NR003,
ведущий за собой человека, уже заканчивает прохождение лестницы.
