SENSORE PER NON VEDENTI

1) PREMESSA

E’ possibile far percepire ai non vedenti un contenuto semplificato dello schermo del PC?

 

Nell’articolo “Visore per ciechi” visibile nel presente sito è descritta un’apparecchiatura innovativa con la quale si prevede, attraverso le tre distinte fasi di rilievo, elaborazione ed infine di percezione mista tattile-sonora, di far giungere alla mente dei non vedenti delle immagini. Si tratta di un risultato ambizioso alla cui riuscita concorre in maniera preponderante il sensore cioè l’apparecchio al quale è affidata, tra quelle elencate, la funzione essenziale di far capire le forme attraverso il tatto. E’ di tale apparecchio che si vuole qui discutere, spiegando le difficoltà da superare e intravedendone alcune soluzioni e le diversificate possibilità d’uso. Molto importante, tra queste ultime, l’uso del computer da parte del non vedente che il sensore stesso, usato autonomamente ed in abbinamento con un PC dotato di apposito programma applicativo, rende attuabile. Di tale possibilità si parla in dettaglio nella parte finale dell’articolo dimostrando come essa rappresenti un traguardo essenziale che da solo giustificherebbe le onerose ricerche e sperimentazioni del sensore medesimo.

 

2) DETTAGLI COSTRUTTIVI E DI FUNZIONAMENTO

Da molti anni i non vedenti sono potuti uscire parzialmente ma in maniera efficace dal loro tragico isolamento grazie a due modalità di conoscenza dei testi scritti. La prima, in termine tecnico detta sintesi vocale e che viene volutamente esclusa da questo articolo perché non pertinente, è basata sulla trasformazione vocale dei testi scritti operata da un lettore in carne e ossa oppure da sistemi automatici di interpretazione o di riproduzione. Il secondo metodo consiste nel sistema Braille che, tramite compilazione manuale su carta oppure, in questi ultimi tempi, grazie ai moderni computer che, se dotati della cosiddetta barra Braille, possono trasformare qualunque testo dalla normale stampa a quella in caratteri percepibili al tatto, hanno dato accesso alla lettura e alla scrittura anche ai non vedenti. In pratica il soggetto ne capisce il senso scorrendo con le dita sulle righe definite da puntini in rilievo tracciati in base ad una precisa regola interpretativa di lettere, cifre, punteggiatura e segni della quattro operazioni matematiche elementari.
Si deve però ammettere che, a fronte degli innegabili e grandi vantaggi che detto sistema ha offerto ad una categoria così duramente colpita, in tempi di grande progresso tecnologico come sono quelli attuali, tale metodo appare totalmente anacronistico. Non si può pensare che tutto ciò che una persona, sia pur affetta da un problema gravissimo come la cecità, può conoscere dell’ambiente che la circonda sia limitato alla sensazione trasmessa via via da una lunga serie di sei o otto puntini opportunamente tracciati sulla carta o su un corrispondente dispositivo meccanico. In questo campo si stanno ottenendo grandi risultati negli studi relativi alla trasmissione diretta delle immagini al cervello del non vedente in maniera simile a quella naturale. Quando tale metodologia sarà definitivamente messa a punto si potrà dire di aver veramente risolto il problema di cui stiamo discutendo. I tempi necessari appaiono però molto lunghi per cui ci si chiede se nel frattempo non sia possibile migliorare il modo di percezione del non vedente mediante un intelligente uso dei notevolissimi mezzi tecnici oggi disponibili.
I settori che si pensa qui di esaminare sono, in prima ipotesi, quattro.
Innanzitutto si constata come l’area di sensibilità che a tutt’oggi viene utilizzata per leggere la scrittura Braille e cioè il polpastrello delle dita, sia senza dubbio troppo circoscritta per poter contenere figure complesse come sono quelle necessarie per rappresentare, sia pur in maniera molto semplificata, degli oggetti, sia che consistano in testi, disegni, schermo di un computer, e sia che si tratti dell’ambiente vero e proprio posto all’interno oppure all’esterno delle abitazioni. Il corpo umano è dotato di aree sensibili al tatto ben più vaste, che potrebbero essere convenientemente utilizzate. Si è pensato che, se fosse possibile riportare su una zona rettangolare del ventre di 30 cm circa di lunghezza per 20 di altezza la rappresentazione di un’immagine in maniera percepibile dalle papille sensitive sparse uniformemente in tale area, nella mente del soggetto verrebbe trasmessa dai recettori una sensazione ben più ampia di quella derivata col polpastrello delle dita di cui si è prima detto. Il visore che viene a tale scopo proposto è quindi un apparecchio da applicare al ventre del non vedente per trasmettervi, nel modo che vedremo, una riproduzione semplificata ma verosimile degli oggetti prima indicati.
Il secondo settore da esaminare è dato dalle modalità di rappresentazione dell’immagine da far sentire al non vedente che, per evidenti ragioni di fedeltà di riproduzione, non possono limitarsi a pochi punti (sei o otto nel Braille) ma devono essere, per ciascuna immagine pari almeno a ben 40000/50000 punti. Per rendersi conto dell’importanza di ciò basterà pensare come l’immagine di un comune schermo televisivo sia composta da oltre un milione di punti!.
Il visore qui proposto , da applicare come detto al ventre, si compone di una grande moltitudine di piccolissimi elementi tattili affiancati l’uno all’altro in modo da ricoprire interamente l’area indicata.
A questo punto è necessario individuare quali sono le modalità da seguire per rendere meglio percepibile al tatto la rappresentazione dell’immagine ed è questo il terzo elemento di cui si vuole qui discutere. Se esaminiamo quello che succede in natura si nota come in moltissimi casi siano utilizzati segnali caratterizzati da veloci vibrazioni: il suono e la luce sono formati da onde che cambiano velocemente di segno, la corrente elettrica, per poter essere convenientemente utilizzata deve essere alternata cioè con andamento sinusoidale ecc.. Se poi andiamo ad esaminare in dettaglio ciò che riguarda l’argomento qui trattato e cioè la percezione tattile, si constata come toccando un oggetto, ad esempio con una mano, la sensazione che si prova è solo quella iniziale con la mano in movimento mentre se quest’ultima resta perfettamente immobile non ne arrivano altre ed anche quella iniziale và perduta. Se ne deduce che l’oggetto che viene rilevato e trasmesso al cervello più fedelmente e più rapidamente dalle papille tattili e dai recettori non deve essere statico ma deve vibrare con un moto costante ed uniforme.
Per la realizzazione del nostro sensore si può quindi pensare ad una superficie leggermente arcuata al fine di poterla adattare al ventre del soggetto e totalmente ricoperta da minuscoli cilindri che, una volta avvicinati alla pelle possono muoversi avanti e indietro con vibrazione continua e costante per tutto il tempo necessario per far percepire i segnali al non vedente. Studi recenti hanno risolto efficacemente il problema dei cilindri vibranti che possono essere vantaggiosamente composti da materiali piezoelettrici elettrodeformabili integrati a dei semiconduttori necessari per attivarli. Quella descritta è una apparecchiatura di tipo esclusivamente elettromeccanico ed estremamente semplice che viene qui indicata al solo scopo di far capire i concetti di base del dispositivo che si propone. Nella sua realizzazione pratica saranno invece da studiare soluzioni più sofisticate che accompagnino ad una maggiore garanzia di funzionamento un minore ingombro e quindi una migliore aderenza della rappresentazione sensibile al tatto con la realtà. Ad esempio risulta a chi scrive che, nella realizzazione di ausili per non vedenti, siano già stati realizzati con successo apparecchiature di rilevamento tattile dei punti attivi tramite minuscoli piolini realizzati con dei materiali piezoelettrici elettrodeformabili integrati da semiconduttori atti alla loro attivazione. Si tratterà pertanto di sperimentare ed adottare quelle apparecchiature che diano i migliori risultati in ordine alla fedeltà di riproduzione, alla garanzia di buon funzionamento ed infine ai costi di costruzione e di manutenzione, ma che comunque, si baseranno sicuramente su elementi vibranti.
Il quarto elemento caratterizzante il sensore è la segnalazione a della distanza intercorrente tra soggetto ed oggetto E’ questo un elemento essenziale quando il visore è utilizzato per la percezione di oggetti appartenenti all’ambiente che circonda l’operatore non vedente ma per la sua realizzazione pratica è necessaria l’azione delle apparecchiature di ripresa la cui descrizione esula dagli scopi qui prefissati e, pertanto, in questa sede, essa non viene trattata.
In definitiva il sensore che forma l’oggetto del presente articolo è una piastra ricurva delle dimensioni di circa 20 x 30 cm da applicare al ventre del non vedente per consentirgli di percepire, tramite le papille ed i recettori tattili diffusi nella corrispondente superficie di pelle, delle immagini di tipo semplificato elaborate e trasmesse da un computer annesso.
Il sensore consente:
a) Di far percepire immagini di una dimensione effettiva di notevoli dimensioni (circa 20 * 30 cm). Considerando, come meglio indicato nell’articolo “Visore per ciechi”, che il computer di controllo e comando del visore consente di ingrandire a piacere ed una parte per volta l’intera immagine, si capisce come sia possibile, sia pure attraverso successive operazioni, far percepire anche particolari minuti.
b) Assicurare una buona qualità dell’immagine ed una sua notevole somiglianza con l’oggetto originale, grazie al notevole numero dei punti rappresentativi. Si prevede infatti che i piccoli elementi sensibili presenti sull’area descritta siano in numero di almeno 40-50000. L’immagine da trasmettere sarà formata da tante righe, costituite da file di piolini vibranti e disposti fedelmente secondo il tracciato della riga da rappresentare. Più righe affiancate costituiranno le eventuali figure piene.
c) Consentire una buona percezione dell’immagine rappresentata dai piolini tramite la loro vibrazione continua e costante. In altri termini ogni piolino, che rappresenta un punto elementare della figura, inizialmente cioè in assenza di immagini, viene appoggiato dolcemente sulla pelle dove, finché si trova in posizione statica, forma una superficie liscia che non dà alcuna sensazione. Al momento della trasmissione della prima immagine saranno fatti vibrare i pioloni atti a rappresentare fedelmente e a far percepire all’operatore l’immagine stessa e soltanto quelli.
d) Infine segnalare, tramite emissione di suoni a timbro variabile in proporzione della distanza in modo da indicare l’ubicazione dell’oggetto ripreso.

 

3) L’UTILIZZAZIONE AUTONOMA DEL SENSORE

Si è già precisato come il sensore che forma l’oggetto del presente articolo costituisca una parte dell’insieme necessario per far percepire ai non vedenti delle immagini semplificate di ciò che si trova vicino. Riveste però una grande importanza anche la funzione che esso può svolgere da solo e consistente nell’uso pressoché normale del computer da parte del non vedente. E’ infatti sufficiente che quest’ultimo sia dotato di un apposito programma applicativo, la cui compilazione del resto non presenta grandi difficoltà, per far assumere al sensore nei riguardi del non vedente, lo stesso ruolo che svolge lo schermo per un normale utilizzatore.
I segnali che il sensore, nello svolgimento di questa utilissima funzione, deve trasmettere all’utilizzatore non vedente sono di due tipi. Il primo comprende tutte le figure che sono di per sé composte da due soli colori rappresentabili con il bianco ed il nero. Tali sono tutti i testi ed i disegni in bianco e nero. Si tratta di una notevole mole di informazioni che il sensore può recepire ed elaborare fino a tradurli in corrispondenti insiemi di piolini vibranti che il cieco recepisce come neri e zone di piolini immobili, istintivamente interpretate come aree bianche.
Per rendere immediata la comprensione del procedimento con il quale il non vedente si impadronisce di una di queste immagini si pensi al testo scritto di alcune pagine che il soggetto sta leggendo o scrivendo. Ebbene nel suo ventre sentirà scorrere, riga per riga, le varie lettere che le compongono, aventi un’altezza che, zoomando col computer, potrà scegliere a suo piacere ma che possiamo immaginare di tre centimetri di altezza e ben raffigurate nella loro sagoma e nello spessore del segno da una miriade di minuscoli pioloni posti l’uno vicino all’altro fino a costituire una fedele riproduzione dell’originale, rese sensibili al tatto da una continua vibrazione di ampiezza e frequenza costanti. Tutti gli altri pioloni, assolutamente immobili e quindi chiaramente individuati, rappresenteranno la parte bianca della pagina. In maniera del tutto analoga immaginiamo il non vedente alle prese con un disegno geometrico. Sentirà chiaramente le figure elementari come un cerchio o un quadrato che, se a figura piena, sarà raffigurato da un’aera rispettivamente circolare o quadrata tutta vibrante, invece per un quadrato composto dei suoi quattro lati saranno quattro file multiple di pioloni a vibrare onde indicare, con l’esatto spessore delle linee, la consistenza del quadrato.
La seconda categoria di immagini, più difficili da elaborare, è quella a più colori e tra di esse, con maggiori problemi, quelle a colore gradualmente vario. Per renderne possibile la interpretazione sarà necessaria una complessa trasformazione in aree di tutto bianco o tutto nero.
Tramite il computer, l’operatore non vedente aumenterà piano piano il contrasto osservando via via i risultati che, in questo caso, non potranno che essere modesti.

 

4) CONCLUSIONI

Nell’articolo si è tentato di ampliare lo studio di una parte essenzi.ale del “visore per ciechi” descritto nel presente sito.  Si tratta di un dispositivo munito di piolini vibranti che applicato, al ventre del soggetto, si pensa sia atto a fargli percepire delle immagini di oggetti preventivamente elaborate dal computer. Si è messo in evidenza come esso, oltre che entrare a far parte dell’insieme citato, possa svolgere anche un’azione autonoma consentendo al non vedente un uso del PC molto più esteso di quanto sia oggi reso possibile dai normali ausili per ciechi. Si sono anche indicati alcuni risultati ottenuti nella sperimentazione di elementi vibranti di diverso tipo.

aggiornato ottobre 2005