基于多感官交互的视障者信息传递方式探究

李玉琴 兰玉琪 天津美术学院

一、视障者出行问题状分析

视障者，指视觉感受有障碍而导致的视力受阻或视觉感受不完全的人群。我国有超过1700万的视障者，每83人中就会有一位视障者[1]，但在日常生活中，我们很少见到其外出，究其原因除了视障者的视觉信息缺失之外，心理因素及外部因素降低了其出行意愿。

（一）影响视障者出行的心理因素分析

在出行过程中，视障者由于视觉受限出现收到的环境信息有限、理解有误等问题，虽然注意力高度集中却对现实情况无法作出准确预判，造成其对环境状况产生不确定感，由此产生焦急、无助、自卑、安全感缺失等情绪，大大降低了视障者对于出行的信心。因此，我们不仅要关注到视障者视觉信息的缺失或不完整，还应关注到其出行时心理的变化。另外，导航软件的信息提示对于视障者使用方面还缺乏有效的方法，易造成视障者在使用过程中形成不确定感以及安全感的缺失等问题。

（二）影响视障者出行外部因素

经调查发现，许多现有大型商业区、住宅区内等常见场所未设置无障碍入口、可供视障者使用的基础设施；大多数人对于盲道认识不足，造成占用、铺设错误等问题；建筑规划不完善，大部分基础设施未考虑到视障者的使用，无障碍化程度不高；另外，视障者要关注身处环境、整个路程的通行状况等信息，以便做出提前预警准备。总而言之，影响视障者出行的主要问题出现在公共空间入口、盲道、路口提示等方面。

二、多感官交互理念

（一）多感官概念解读

多感官理念认为感官经验是人类赖以生存、学习、认识自我与环境的必需条件，缺乏感官经验会阻碍自身的认识和功能的发展，同时对外界环境的认识和感知上也会发生困难。李小华研究中发现使用视、听、触觉等多感官通道加入到产品和系统中进行交互，使用户能够多层次、全方位的感知产品和系统信息，获得更佳的情感体验，达到更佳的使用效果[2]。

（二）交互概念解读

交互，即交流互动。交互设计（英文Interaction Design，缩写IXD），是定义、设计人造系统的行为的设计领域，它定义了两个或多个互动的个体之间交流的内容和结构，使之互相配合，共同达成某种目的[3]。Jon Kolko 在交互设计沉思录[4]中说，交互组成了使用产品的行为。交互设计通过设计交互的个体间的互动方式，并以无意识的形式引导人的行动。设计者基于对交互对象的用户属性、使用习惯等研究，对互动双方的交互结构、流程、内容及形式进行设计，交互产品是包含时间维度的。视障者在交互中发出指令、接受指示信息，与产品相互作用，交互设计师的“作品”也不断演化。视障者的存在、参与及其对作品的综合领会才是作品最终完成的标志。

（三）多感官交互与信息接收

整合感官的能力、分析各感官在不同类型信息接收时的优劣势、利用各感官的长处，将感官能力以整体的形式进行不同类别的信息接收，各感官联动，不同感官接收有针对性的信息内容。多感官交互的信息接受方式要充分考虑到整个路程的整体性、信息优先层级，视障者接受信息的方式，信息需求的实时性和多维度。多感官的信息交互使多维度的信息进行整合，在交互过程中准确、快速的传递更多信息，辅助用户在未知环境准确操作、行动等，能增加对象对获得信息的信任感，给予使用者安全感。

三、基于多感官交互的视障者出行信息接收方式研究

（一）视障者目前出行的信息接收方式

视障者辅助工具主要有导盲杖、手机GPS定位系统和语音导航等。视障者通过导盲杖点触地面获得真实路面信息，能够给其提供安全感，但导盲杖点触方式存在获得信息较少、可控范围小等问题，不能满足在复杂的城市中多层次的环境信息的获取；GPS定位系统的语音导航通过语言传输路况信息，但GPS定位有一定的局限性，会存在误差或信号差的情况，造成无法精确导航步行路线，方位信息存在着错误的问题；另外，手机导航在持续性的交互时，与使用者在交互频率上有所欠缺：例如长时间无提示信息、提示信息模糊或无法理解的问题，对视障者的行为引导存在问题。因此，要寻找更高效、准确、易用的方法为视障者提供出行辅助。

在出行场景中，视障者面对陌生、未知的环境，必要提示信息须有以下特点：准确、快速、可行。多感官交互的信息传递通过提供更多的感受或刺激方式来弥补视觉缺失，整合各感官特点、能力，让视障者获得更丰富的信息感受、增强其安全感、提升其行动速度。

（二）视障者感官与信息接收特征与影响

味觉与嗅觉信息的接收内容是化学物质性分子直接刺激感官，如果通过味觉和嗅觉进行信息传递需要直接接触，如：吸入或食用。这种传递方式有以下缺点：①时长、环境影响大；②不同的人对于气味的敏感程度的不同，获得信息的准确程度因人而异；③受环境和个人经验影响大；④传递信息的难度较大，量化标准难以确定。因此，本文主要研究听觉与触觉的信息交互方式。

1.视障者听觉与信息接受特征

听觉是除视觉外能够接收到距离最远信息的感官，声波可以传递数百米之外的声音、环境的变化，视障者以此作为环境判断的基础，能较为准确地辨认周围环境状况。但自然声波是单一维度的传输，通过声波获得环境信息具有不可重复的特征。声波信息形式多样，不同类别信息的声波具有可辨识性、普适性的特点。另外，听觉能够快速获取内容信息，有经验的视障者能够通过超出常人的2～4倍速的语音播报来快速获取内容信息，通过语音接收信息速度能与健全人视觉输入的速度持平。对于视障者来说，听觉是快速获取环境信息、接收内容信息的重要感官。

2.视障者触觉与信息传递特征

触觉感受经神经直接传输到大脑的电信号与经由器官处理过的感觉信息存在差异，触感神经直接传递让人获得更直接的感受体验及长时间的记忆储存。触觉感知的敏感度大于听觉，真实物品的触动能够快速引起使用者的注意力。触觉能够让使用者感受客观存在的物质并能够持续性的感受信息，客观存在的物质的触觉感受是具有相对的持续性并能重复感知的。相较于听觉来说，触觉是更敏感并能重复感知信息的感官。

视障者通过语音、手势、物理按键等的方式发出指令，与机器进行实时互动，机器的示能对于视障者尤其重要[5]，适当的示能信息能够给视障者的安全感与确定感，使其体验更加良好。启动视障者敏锐的触觉能力，能减少单一感知的信息接收压力。在交互中，不同信息通过听觉、触觉感官结合形式将信息层级更清晰，展示更丰富的信息，使视障者在出行时感受到更多环境信息特征、准确的进行行动，提升视障者对机器的信任感以及出行时的安全感。

（三）现代科技技术支持下的信息传递方式的可能性

人工智能等现代科学技术手段与5G通讯技术、智慧城市及物联网系统产生联系，将视障者辅具智能化，增强其信息的准确度，提高信息的传递速度，能给视障者出行提供更多的信息的传递方式可能性。

1.信息传递流程

出行过程中包含不同阶段，不同阶段包含不同的任务，每个任务都包含着机器与用户之间信息交换，每一条信息交换都是整个交互系统中的一部分。用户与机器的信息传递流程分为（用户）指令输出、指令接受理解、出行环境信息获取、信息编码、结果传达（给用户的行动提示）。

2.信息传递辅助技术应用

从视障者的感官出发，指令信息输出方式：语音、触碰（手势）；信息获取方式：音频、触感。机器获取环境信息可通过图像识别、激光雷达探测等技术识别的信息。

视障者输出指令和信息获取均可用语音交互技术。语音交互技术在人工智能领域发展最为迅速，识别率越来越高，智能语音交互是基于语音输入的新一代交互模式[6]。仅需简单的语音唤醒及指令传达与互动。常见的智能语音交互应用如：苹果语音助手Siri，小爱助手、小度助手等。

视障者通过触碰（手势）传达指令最简单的是产品上的物理按钮，物理凸点按键能够快速、明确传达指令，例如：盲文显示屏则是普通屏幕的文字内容以凸点盲文的方式将信息传递给视障者，凸点盲文在电梯、道路的指示标识均有所应用。

机器获取外部信息的方式：GPS全球定位系统、激光雷达探测、图像识别等。GPS全球定位系统[7]目前广泛应用于手机导航软件，对视障者来说，其导航精度不够高，易出现误差等问题。激光雷达[8]（Laser Radar）具有独特的数据获取方式，能够测量激光触及物体后反射回来所用的时间，可计算出使用者所处空间的深度。激光雷达与智慧城市技术结合，可构建完整的路况信息体系其获取数据不会因阴影和太阳高度角而影响数据精度，也不受航空高度的限制。图像识别[9]通过深度的学习，机器能够达到极高的准确度。将图像识别技术应用于视障者的出行辅助设备，能极大地提高视障者信息获得的准确度。

四、结语

视障者在社会中越来越受到关注，通过对多感官交互理论的分析及研究，以整体感官的能力出发，结合现代科学技术，探究视障者在出行这一场景可用的信息传递方式，希望新技术、新方法能为视障者辅助工具研究提供新思路。