面向视觉障碍人士的电子辅助出行设备设计研究

郑翀

关键词：视障人士;出行;辅助设备;手杖

随着智能化时代的到来，视觉障碍人士（包括全盲生、弱视生、视多障生）的生活水平逐步提高，也开始追求生活品质，对外面的世界有了更多地向往，视觉障碍人士这一特殊群体也越来越受到社会的关心。视觉障碍人士对知识的渴望促使他们走出家门对未知领域进行探索，而现实生活中盲道被自行车或汽车占用、被破坏的情况屡见不鲜，对视觉障碍人士出行来说无疑造成更多地阻碍。通过网络调查研究发现，我国每一年会出现新视觉障碍人士大约45万人，低视力135万，相当于每分钟就会出现1个视觉障碍人士，3个低视力患者。视觉障碍人士的数量在不断地增多，但国内对于视觉障碍人士出行辅助设备却为空白。视觉障碍人士受限制于自身的生理和心理条件，在出行上有很多的困难与不便。因此，基于研究视觉障碍人士的身心特征以及生活习惯，设计出更多针对性的电子辅助出行设备刻不容缓。

1视觉障碍人士的生理和心理特征

1.1视觉障碍人士的生理特征

正常人通过五感来感知事物，而视觉障碍人士有视觉的障碍，出行中存在诸多不便，在五感的体验中以触觉、听觉为主，嗅觉视觉为辅的状态。视觉障碍人士的触觉集中体现在手、掌心、唇、舌尖等部位，这些部位较常人敏感两倍。虽然视觉障碍人士无法看到物体的颜色，但可以通过自己的手部触摸判断材质、形状、大小、温度、硬度等在脑海中形成印象。根据唐纳德·A·诺曼在《设计心理学》一书中提出的三层次，本能的，行为的，意识的层面。视觉障碍人士在出行中下意识地依赖盲杖或其他辅助产品的引导，靠手的感知和耳朵所听到的信息直接认识事物，属于本能层面缺乏安全感的反应。在行为层面，多次遇到地面障碍物时的信息反馈，在记忆中会留有印象，在下次出行中对脚步的速度进行调整;在视觉障碍人士的意识层面，记忆中留有最初对世界的认识，能够根据记忆在脑海中再现各种形象。

1.2视觉障碍人士的心理特征

通过网络及访谈法对视觉障碍人士的心理特征研究发现，他们的情感非常丰富。除去视觉感官，视觉障碍人士其他部位的感受比正常人更敏感，这也使其内心负担加剧。视觉障碍人士拥有强烈的好奇心，他们对周围的一切事物怀抱一种新奇有趣的心理状态，在自主出行中急需了解更多的信息，如应左转还是右转、现在是红灯还是绿灯。另外，研究表明，大部分的视觉障碍人士有着比正常人更优秀的记忆力但至今尚未完全开发。视觉障碍人士的内心比常人缺乏安全感。从视觉障碍人士的感知特性考虑，他们渴望接触新事物，但对陌生的事物抱有紧张焦虑和害怕的情绪，具有易变性。在行走时通过敲击地面来助行以提高安全感。同时也提醒其他路人的注意避免碰撞。视觉障碍人士内心是孤独的但具有强烈的自尊心。视觉障碍人士想要受到别人的关爱，对他人有一种强烈的依赖感，但他们也希望受到和常人一样的待遇，不希望被特殊对待。种种特征都为我们研究视觉障碍人士电子辅助出行设备提供了依据。

2面向视觉障碍人士的电子辅助出行设备分析

2.1电子辅助出行设备总体分析

通过网络调研发现，国内外现有的电子辅助设备总分为五大类。分别是视觉障碍人士安全类产品，如视觉障碍人士手表、导盲犬、视觉障碍人士手杖、视觉障碍人士耳机、触觉手套等;视觉障碍人士健康类产品，如视觉障碍人士手环、视觉障碍人士轮椅、视觉障碍人士药盒等;视觉障碍人士阅读类产品，如视觉障碍人士阅读器、视觉障碍人士手机等;视觉障碍人士娱乐类产品，如视觉障碍人士魔方、视觉障碍人士象棋等。从知网了解到，国外对视觉障碍人士出行电子辅助设备设计更全面。有利用声波原理的电子导盲犬，但是其培训费就高达10万，另外在法国，有利用GPS实时监测定位的电子设备，以及加拿大利用超声波测障碍物的拐杖等案例起到了很好的辅助作用。虽然满足了部分视觉障碍人士的需求，但这些产品技术先进的同时价格不菲。

2.2现有电子辅助出行产品分析

笔者对国内外现有的视觉障碍人士手杖这一出行辅助产品进行市场调查后发现，视觉障碍人士手杖的款式功能局限。以“Touch-E”这款助行产品为例，这款产品运用了超声波触感设计，从产品动静态进行分析，前置的轮子设计有利于视觉障碍人士在向前走的状态下先感测到周围环境。当检测到前方有障碍物时，经过处理将三维的环境映射到触点阵列上，视觉障碍人士通过指尖触感的变化，来获取到周围的环境信息。在视觉技术和语音技术进行安全提示，不同的声音和不同的震动产生了双向的人机交互。但从产品使用时的动态可以看出，这款手杖的携带不方便，功能单一。在材料的选择上，冰冷较硬的塑料不能给视觉障碍人士带来很好的舒适度。

视觉障碍人士机器人，通过红外线和超声波进行感应、规划路线，检测台阶进行导航;视觉障碍人士魔方结合盲文与材质的不同，引导视觉障碍人士至使用区域，在触觉上调动视觉障碍人士的积极参与性，增加了趣味性;视觉障碍人士手表通过凸起的指针来告知视觉障碍人士时间;视觉障碍人士眼镜利用探测技术结合声音提示视觉障碍人士，还有概念设计的视觉障碍人士提示器等等极大地丰富了视觉障碍人士的精神世界。从过去的超声波避障，到图像传感技术，声音转码再到现阶段的听觉引导助盲系统，甚至到人工视觉。技术的进步让我们也更有信心，加之国内市场消费者基数大，因此，手杖这一低成本的产品设计具有一定的市场潜力。

3面向视觉障碍人士的电子_手杖设计实践

3.1视觉障碍人士手杖设计理念

结合市场上现有电子辅助出行设備的技术与视觉障碍人士的身心特征，本文进行了设计研究与实践。产品的整体上围绕视觉障碍人士易辨别、易使用为主旨进行设计。充分发挥了视觉障碍人士出行中的触觉优势和听觉优势，对手杖这一辅助设备进行了再设计。在这款视觉障碍人士手杖整体的设计上，坚持“少即是多”的设计理念，从形式和功能设计做到最简化，向用户传达一种简约美。在功能、结构、材料等细节进行设计，结合Touch-E产品的超声波反馈方式，添加了照明、语音报时，声光报警等功能，首先，使视觉障碍人士能及时避开行人、障碍物以及外来物体的危险;其次，能及时了解到天气变化和时间。以简洁明了的设计方式引导视觉障碍人士使用，手杖作为“眼睛”是视觉障碍人士可以信任的工具，让出行更安全便利。

3.2视觉障碍人士手杖设计分析

本着“产品设计的目的是人而不是产品”，这就需要我们解决关于设计的本质问题：人与产品的形式关系的问题。效果图如下（文中效果图均由笔者本人绘制）。在设计上：（1）手杖整体以仿生式造型设计，通过人机工学的角度考虑，观察和研究视觉障碍人士的手握方向和方式，以及大拇指所放置的位置，来设计按键的造型和位置。（2）在手杖的颜色选择上，整体以黑色为主色调，给人一种简约且稳固的感觉，醒目的红色按键代表报警按键。（3）手杖的材质上，不同的材料会带给使用者不同的感官体验。借鉴视觉障碍人士魔方的形式，在手握以及手杖底部脚垫处，采用柔软的硅胶式设计，增强了拐杖与地面的摩擦力，给用户带来一种柔软温和的感受，带给视觉障碍人士一种亲和力。（4）在手杖的立面设计大面积的太阳能LED灯，在出行上，让路人能注意到视觉障碍人士，及时避让。大面积太阳能板的使用解决了视觉障碍人士充电或换电池的困扰，由于太阳能板的蓄电方便，也方便了视觉障碍人士在时间和空间上不受限制地使用智能手杖。（5）从产品的人机交互设计上考虑，提升触觉和听觉感知来补偿其视力的不足。参考视觉障碍人士手机的设计，在手杖顶部为增大摩擦力，设计凹凸的颗粒状肌理，既起到按摩手掌的效果，也起到防滑作用，強化了震动时触觉的感知效果，结合弧形的手握形式使用户有更舒适的体验。（6）从情感化设计原则考虑，在手杖顶部设计了三角形的形式按键，这个标识的作用是在视觉障碍人士遇到紧急情况时第一时间选择的声光报警按键，按键的位置设计在手握时的掌心位置，给使用者一种安全感。不仅调动了其触觉，也发挥了听觉的作用，充分体现了对视觉障碍人士的关怀，履行了作为一个设计师的社会责任。另外手杖高度常规尺寸为55cm，可伸缩至最大尺寸为135cm，通过旋转拉伸的方式加长，使用者可以根据不同年龄的不同身高来调节到最适合的长度，如图1。

4总结

智能化的发展，对电子辅助出行设备的研究与设计旨在立足于视觉障碍人士的感官特性，将盲杖与智能技术相结合，将信息最大化，并更好地解决视觉障碍人士出行中与手杖人机交互的问题。积极开发探索视觉障碍人士这一群体感官感知及其他未知领域的新资源，使他们能够在使用小产品时感到极大的温暖和安全感。不仅在视觉障碍人士出行的辅助设备，甚至于学习、生活等全方位地为视觉障碍人士提供真切的便利，相信不久的将来，视觉障碍人士肯定也能和正常人一样生活。