为盲人出行配上一双『眼睛』

文/林萍姗

我国有1700多万盲人，仅福建省就有逾35万盲人。近七成盲人有出行需求，但社会上无障碍措施并不完善，现有导盲产品无法真正满足盲人的需求，多数盲人放弃购买与使用导盲产品，盲人出行事故时有发生。阳光学院人工智能学院院长助理、软件技术研发中心主任罗成立带领一支技能涵盖物联网技术、人工智能及软件设计等领域的专业团队，组建“咔咔工作室”，直面盲人的安全问题，研发出三代方便盲人安全出行、价格合理且灵活性与功能性较为理想的导盲产品。

盲人有拼搏的心，却走不出家门

“我和几位盲人朋友有过近距离接触，能深刻体会到他们想要拼搏的心。他们期待着改变命运，却走不出家门。我们调研过很多产品，也发现许多人致力于做盲人出行的项目，一位盲人朋友称这些产品为‘明眼人的导盲产品’，完全是看得见的人想象出来的盲人需求。许多导盲产品的设计逻辑是帮助盲人避开障碍物，可是盲人完全避开障碍物后反而会失去参照物，产生极端的不安全感。在了解盲人的真实需求后，我才知道他们希望贴近或者扶着障碍物走路，但要知道前方有什么障碍物。”

罗成立的团队进行过市场调研，了解到当前国内生产和销售的残疾人用品用具大约有300种，普遍存在档次低、缺乏创新、产品老化等问题，且科技含量非常低、功能单一、价格昂贵。国内导盲器具中手持类的声波电子盲杖虽然价格便宜、探测范围广、便于收纳，但是不能识别障碍、涵盖功能也较少；穿戴类的天使眼智能眼镜能智能识别障碍物等、便于携带，却因价格昂贵使普通盲人消费不起；移动类的智能导盲推车实现了夜间照明功能、语音识别功能及GPS定位功能，但是体积过于庞大，不便携带。市场上售卖的各式各样的导盲引导系统和导盲引导装置从性能方面来看，多数不尽人意。这些导盲系统或导盲装置在设计上或多或少地解决了单一片面的问题，解决方法无法覆盖所有出行障碍情况，无法完美地为盲人的出行提供舒适的体验，更不能完全有效地提高盲人的外出活动质量。

为了客观地了解到盲人的职业分布与出行遇到的相关问题，在福建省盲协主席王永澄的帮助下，罗成立的团队对福建省盲协内的87名盲人进行抽样调查。职业分布结果显示：87名盲人中，有41名学生、17名按摩师、15名钢琴调音师、3名教师、11名其他职业者。由此可见，盲人的身份多集中在学生与按摩师之间，在日常生活和学习中，不可避免且频繁地需要出行。在出行相关问题方面，调查结果显示：针对盲人的定向行走训练有效率和普及率均处于较低水平，不能很好地保障盲人独立外出，相较于接受他人的帮助，多数盲人更愿意自己独立解决问题，且外出时受限较多，生理、心理均面临挑战。在盲道尚未整改、地铁与公交无障碍设施尚未完善的环境下，盲人的出行变得十分困难。盲人的出行问题直接影响到他们的收入和生活质量，也导致职业选择的狭窄，即使他们有心奋斗，在现实羁绊下只能止步不前。

三代导盲产品更新迭代，带给盲人人文关怀

理想的导盲产品不仅对于解决目前为数众多的盲人的出行困难问题具有非常实际的产品应用价值和现实社会意义，而且能够帮助盲人获得就业岗位，改善生活质量，同时体现社会对盲人的人文关怀，为社会各阶层和谐发展赋予深远的意义。

罗成立站在盲人角度，将帮助盲人改善出行问题、为盲人提供人文关怀作为创业的初衷。咔咔工作室之名的“咔咔”，灵感来源于西班牙语“Candela”，意为“光明”。罗成立的团队邀请了通信领域专家闽江学者余志民教授作为指导教师，联合团队一起开发云端服务及精准导航的功能；为提高深度学习及视觉处理上的技术壁垒，邀请了福建省台湾高层次百人计划谢朝和教授作为技术顾问，打造基于深度视觉传感器的实时图像识别系统，让盲人能更加直观地感受周遭环境；同时，为了保证产品让客户具备足够的同理心，聘请了福建省盲协主席王永澄作为团队顾问。

经过三年的不懈努力，团队研发出三代智能导盲产品，攻克了实时通信技术、图像识别技术及电池能量效率三个核心技术难点。

2017年，团队推出的第一代产品“智能导盲犬”创新地提出了“触觉为主、听觉辅助”的全新导航思路，第一次使用“个性化小数据”出行服务,解决了盲人出行过程中的避障、防摔、牵引、导航、危险呼救等问题。智能导盲犬具有六大功能：配套APP功能指配合导盲犬实现出行、播报服务；监护人可通过专属导航功能为盲人规划专属出行路径；智能学习功能是基于深度学习规划出盲人的最优路径；防摔防撞功能基于机器视觉提供播报前方障碍物；太阳能板可提供长达12小时的续航能力；导盲手柄则配合微信小程序实现引路人的功能，提供语音播报服务。其衍生产品导盲手柄与智能导盲犬互联，通过导盲手柄还可以与监护人进行简易的语音沟通。

2018年，第二代产品“智能引路手环”是专门为解决出行者因视力问题导致的出行困境而设计的，首次采用轻便式设计，服务人群扩展至所有易迷路人群。智能引路手环与其他导航系统最大的区别在于：整个导航的方式以触觉为主，解决了听觉导航中因为方向感不佳导致的“无路可走”的问题，同时解决了无数据路段的导航问题，又具备路线记录功能。此外，在结构设计方面，不但具有耐潮湿及高温环境的特点，而且通过震动的方式提醒，能排除嘈杂环境的干扰。

在第一、第二代产品推出后，罗成立最关心的是盲人的实际使用感受。他邀请了80余名不同职业、不同年龄段的盲人参与体验产品，从获知产品在实际使用时存在以下几个问题：第一，无法识别所有障碍物。智能导盲杖虽然可以通过传感器检测周围环境而达到避障，但导盲杖的检测范围局限于地面上的障碍物，对于半空倒垂的障碍物则无能为力。作为一款辅助行走设备，一个障碍未识别到就是致命的缺陷；第二，躲避障碍物并不是盲人想要的功能。大多数盲人在感受到前方有障碍物需要躲避时会感到恐慌和焦虑，盲人多使用导盲杖是因为他们可以通过这个介质来发现前方是什么，而现有产品还没有彻底满足盲人的实际需求；第三，应用场景过于狭窄。智能导盲犬的环境适应力较差，实现定位需要依赖外界设施，一旦脱离限定范围就会罢工失效，且无法在夜晚、阴雨天及高温天气出行；第四，低续航与易丢失。智能引路手环因为体积小且未搭载语音模块，一旦卸下或者意外脱落，对于盲人来说，寻找难度高。在产品中，电池体积小及所搭载功能耗电量高，也导致手环续航能力偏低，可能会在高强度使用过程中存在电池提前耗尽的危险。

基于盲人的行为习惯、使用方式，同时考虑到产品安全性、便捷性、技术等一些存在的需求问题，咔咔工作室结合前两代产品的优势，更新迭代出第三代产品“咔咔”智能助盲背包，应用于具有外出需求的视障人士在日常独立安全地出行。

图为“咔咔”智能助盲背包

根据盲人使用数据、监护人使用数据、盲人位置信息分布、盲人行为习惯大数据统计等，罗成立的团队构建了“咔咔”智能助盲背包云端数据平台。通过大数据，团队更能把握盲人动态及被忽略的隐藏需求，同时及时地了解产品存在的不足。

“咔咔”智能助盲背包继承了基于深度学习的导航规划与基于触觉的高效引导的优点，增加了机器视觉功能，为盲人辨认周围环境，并根据盲人实际需求添加功能及优化程序，解决了前两代产品中应用场景少、续航能力低与易丢失的缺点。

与市面上同类产品相比，“咔咔”智能助盲背包具有五大创新点：第一，视觉辅助。除了继承前代机器学习和数据分析的功能外，助盲背包增加了目标识别及深度信息测距功能，能将前方场景“讲”给盲人听，让他们能“看见”并自行选择靠近或远离；第二，专属导航（机器学习）。盲人只需行走一次确定路径信息，后续出行同一地点时，可按照自主路径进行导航，规避因环境陌生带来的潜在危险；第三，震动提醒与反馈机制。设计了动态的震动反馈及动态的蜂鸣器报警，灵活地反馈提示信息；第四，可续航式锂电池。独创采用主动平衡技术，通过自动配组，延长电池寿命，提高电池的续航能力。同时，外置太阳能电池板实时充电，解决出行中的能源问题。行进过程中实时监测电池电量，防止因没电导致视障人士陷入困境的危险情况；第五，配套APP和小程序。产品配备APP与微信小程序，实现了位置实时显示、跌倒提醒、互助平台等功能。87名盲人进行背包测试，设立专属路径超过20条，出行结果安全可靠；实地测试超过40种常见物品，测距成功率达98%。

“尽管第三代产品在第一、第二代的基础上实现了重大技术突破，盲人体验后的反馈意见仍是我们努力创新的方向：存在封闭环境下信号接收的问题，导致路线偏移；语音播报在室外环境下可能存在噪音干扰；背包携带的重量应该适当再减轻；如果背包失灵，要确保第二套应急方案；背包续航的时间应该能以播报的形式来告知……针对他们宝贵的建议，我们也及时采取了解决方案：例如，关于减重问题，我们采取更轻量的电池及更新迭代的硬件，尽量减轻负担；又如，语音播报的噪音干扰问题，可连接蓝牙耳机进行听取；再如，续航时间播报问题，当续航电量低于10%时将语音播报反馈给盲人。我们的技术革新，只为带给盲人更好的人文关怀。我们获得了五项专利，扎实的专业基础和能力为工作室的发展奠定了良好的基础。”

呼吁更多有情怀的人加入到公益创业中来

罗成立的创业项目在惠及盲人群体的同时，也获得了众多赛事的奖项：2020年6月，在第十一届“挑战杯”福建省大学生创业计划竞赛中获得金奖；7月，在第六届福建省“互联网+”大学生创新创业大赛职教赛道中获得金奖；12月，在第七届“创青春”中国青年创业大赛中取得全国铜奖、福建省金奖的佳绩……

罗成立坦言，这个项目使他收获颇丰，相较于获得许多奖项，更值得一提的是，创业的过程为他打开了一个“世界”，认识了一群在逆境中自强的朋友，他们虽然经常被生活打击，有时失望无助，但一直坚定拼搏。他们的梦想与顽强，激励着团队为他们做一些事情的意愿。在做公益创业的过程中，罗成立也认识了一些做公益的“先驱”，慢慢了解如何正确地做公益、如何拓宽思路，改变了原来在实验室里太过理想化的不切实际的想法，学会用最小的成本构建最有意义的产品。“我们团队内部坚定着一个想法：每年无论再忙，都要推出一个公益产品，服务这些需要帮助的人。”

“做了这个项目后，我们整个团队在公益层面有了更多的体会，事实上也成全了我们有一个完整的创业体验，人们以更加包容的态度帮助和接纳我们这个创业团队，使得我们更了解用户思维、更懂得做创业规划，也接触到更多的创业资源。公益创业的意义不仅体现在对他人的帮助，到头来收获最多的一定是创业团队本身。我由衷呼吁有更多有情怀的人们加入公益创业中来，这样我们极有可能创造出更多更有意义的项目来，帮助那些在逆境中依然拼搏的人！”