ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΕΞΥΠΝΟΥ ΛΕΥΚΟΥ ΜΠΑΣΤΟΥΝΙΟΥ

Transcript

1 2016 ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΕΞΥΠΝΟΥ ΛΕΥΚΟΥ ΜΠΑΣΤΟΥΝΙΟΥ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΣΙΤΑΚ ΣΕΖΓΗΝ Α.Μ. 511/ Επιβλέπων Καθηγητής ΣΤΑΥΡΑΚΗΣ ΜΟΔΕΣΤΟΣ Μέλη Επιτροπής ΤΖΕΝΗ ΔΑΡΖΕΝΤΑ ΚΥΡΑΤΖΗ ΣΟΦΙΑ Σύρος, 2016

2 Ευχαριστίες Θα ήθελα να εκφράσω τις ιδιαίτερες ευχαριστίες μου σε όλους που συνείσφεραν στην δομή, την δημιουργία και την μελέτη αυτής της διπλωματικής εργασίας. Ιδιαίτερα θα ήθελα να ευχαριστήσω την κ. Τζένη Δαρζέντα για όλη την βοήθεια, υποστήριξη και την πολύτιμη καθοδήγηση στην διάρκεια της εκπόνησης της εργασίας. Σε όλους τους φίλους μου που με βοήθησαν στο κομμάτι της έρευνας και ιδιαίτερα τον φίλο μου Σελίμ Κιγιτζή που με γνώρισε με τα συστήματα Arduino. Και τέλος, στην οικογένεια μου για την συμπαράσταση και την θερμή υποστήριξη της όλα αυτά τα χρόνια, καθώς οφείλω σε αυτούς το κάθε επίτευγμα μου και αυτό που είμαι σήμερα. ΥΠΟΜΝΗΜΑ: Δηλώνω υπεύθυνα ότι η διπλωματική εργασία είναι εξ ολοκλήρου δικό μου έργο και κανένα μέρος της δεν είναι αντιγραμμένο από έντυπες ή ηλεκτρονικές πηγές, μετάφραση από ξενόγλωσσες πηγές και αναπαραγωγή από εργασίες άλλων ερευνητών ή φοιτητών. Όπου έχω βασιστεί σε ιδέες ή κείμενα άλλων, έχω προσπαθήσει με όλες μου τις δυνάμεις να το προσδιορίσω σαφώς μέσα από την καλή χρήση αναφορών ακολουθώντας την ακαδημαϊκή δεοντολογία. Σελίδα 1

3 Εισαγωγή Η οπτική αναπηρία σήμερα, ευτυχώς έχει μειωθεί αρκετά και αυτό οφείλεται στην εμπειρία που απέκτησαν περισσότερα οι άνθρωποι και οι γιατροί όλα τα προηγούμενα χρόνια, καθώς μαζί με την εμπειρία σύμβαλλε και η τεχνολογία. Οι άνθρωποι πλέον ξέρουν καλύτερα πως να προφυλάσσονται από βασικούς κινδύνους που οδηγούν στην οπτική αναπηρία. Ξέρουν πλέον ότι δεν πρέπει να έρχονται σε επαφή με τα μάτια το οποιοδήποτε υλικό, ενώ όταν νιώθουν ενοχλήσεις ξέρουν ότι πρέπει να απευθυνθούν άμεσα σε οφθαλμίατρους. Όταν όμως υπάρχει τύφλωση εκ γενετής παράλληλα με την στεναχώρια τους, ύστερα από ένα σημείο και μετά προσπαθούν να αποδεχτούν το τυφλό άτομο και τον βοηθάνε σε οτιδήποτε μπορεί να χρειαστεί. Οι γιατροί αντίστοιχα έχουν συλλέξει μια μεγάλη βάση δεδομένων με τα οπτικά προβλήματα και τα αίτια τους και έχουν προσπαθήσει να δώσουν λύσεις στα προβλήματα αυτά χρησιμοποιώντας και την τεχνολογία. Αυτή η άνοδος της βελτίωσης έχει γίνει κυρίως σε οπτικά προβλήματα που εμφανίζονται περισσότερο στους ανθρώπους. Έτσι οι γιατροί δίνουν διάφορες συστάσεις στους ανθρώπους πριν εμφανιστεί κάποιο οπτικό πρόβλημα ή στα αρχικά στάδια του οπτικού προβλήματος. Ο στόχος είναι να εμποδιστεί η ολική τύφλωση του ατόμου. Γίνεται η κάθε προσπάθεια για να μην χάσει την όραση του το άτομο. Για να μην γεννιούνται οπτικά ανάπηρα άτομα ή τυφλά άτομα έχουν δώσει επίσης διάφορες συστάσεις στους γυναικολόγους και στους μαιευτείς για αποφυγή οπτικών αναπηριών που μπορούν να προκληθούν κατά την διάρκεια της γέννησης του βρέφους. Οι γιατροί χρησιμοποιώντας την τεχνολογία έχουν δώσει πάρα πολλές λύσεις σε οπτικά προβλήματα που προκαλούν ολική τύφλωση, έτσι θα παρατηρήσουμε και παρακάτω στην εργασία σε χώρες με μειωμένη τεχνολογία ή οφθαλμίατρος τα ποσοστά τύφλωσης σε μεγαλύτερη ηλικία είναι πολύ διαφορετικά από χώρες ανεπτυγμένες Παρόλου όμως που έχουν δοθεί τόσες πολλές λύσεις σε τόσα πολλά προβλήματα είναι πολύ θλιβερό το ότι η τεχνολογία και η προσπάθεια επίλυσης στο πρόβλημα κινητικότητας των ατόμων με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα, έχει μείνει πάρα πολύ πίσω και έχει γίνει ελάχιστη προσπάθεια στην επίλυση του προβλήματος αυτού. Προσωπικά βρίσκω ανεπαρκές τις λύσεις που έχουν δώσει οι γιατροί, οφθαλμίατροι και άνθρωποι της τεχνολογίας στο πρόβλημα για το πως θα μπορούσαν να κινηθούν και να παίρνουν περισσότερες πληροφορίες για το περιβάλλον όπου κινούνται τα τελείως τυφλά άτομα ή τα άτομα με πολύ μειωμένη όραση. Το βρίσκω ανεπαρκές γνωρίζοντας μάλιστα λίγα πράγματα από την τεχνολογία και ξέρω κατά πόσο θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν την τεχνολογία για την επίλυση του προβλήματος αυτού. Έτσι ασχολήθηκα με αυτό το θέμα κάνοντας έρευνες και προσπαθώντας να δώσω και να συνεισφέρω και εγώ όσο μπορώ σε αυτούς τους ανθρώπους, καθώς θεωρώ υποχρέωση μου να κάνω κάτι και εγώ για αυτούς τους ανθρώπους από την στιγμή που μπορώ και έχω τις γνώσεις. Σελίδα 2

4 Σκοπός της εργασίας Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας αυτής είναι, αρχικά να περιγράψει όλα τα βασικά προβλήματα όρασης, τα οπτικά προβλήματα που μπορούν να οδηγήσουν σε τύφλωση και τα αίτια που μπορούν να προκαλέσουν εκ γενετής τύφλωση και προβλήματα όρασης. Στην συνέχεια ερευνήθηκαν όλες οι τεχνολογίες που υπάρχουν ήδη για τα άτομα αυτά και άλλες τεχνολογίες που θα μπορούσαν να βοηθήσουν αυτά τα άτομα. Μέσω της έρευνας αυτών των τριών συνδυασμών θα αναδειχθούν οι λύσεις που θα μπορούσαν να δοθούν στο να δημιουργηθεί το ιδανικό έξυπνο λευκό μπαστούνι. Δομή της εργασίας Η διπλωματική εργασία αυτή αποτελείται από τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται εισαγωγή στην λειτουργία του οφθαλμού και του εγκεφάλου. Περιγράφεται πως ακριβώς λειτουργεί η όραση και πως ο έξω οπτικός κόσμος μεταφέρεται στον εγκέφαλο και μετατρέπεται σε συνείδηση και πλήθος ερεθισμάτων στον ανθρώπινο νου. Στην συνέχεια περιγράφονται όλα τα οπτικά προβλήματα που μπορεί να έχει ένας άνθρωπος και από ποια αίτια θα μπορούσαν να δημιουργηθούν. Παράλληλα με αυτό παρουσιάζονται οι προσπάθειες απεικόνισης των οπτικών προβλημάτων αυτών από διάφορους οργανισμούς, για το πως επιβιώνουν οι άνθρωποι τα προβλήματα αυτά. Στο τέλους του κεφαλαίου παρουσιάζονται στατιστικά στοιχεία των οπτικών προβλημάτων και ποσοστά τυφλών ατόμων σε ολόκληρο το κόσμο. Στο δεύτερο κεφάλαιο, έχουν ερευνηθεί και έχουν παρουσιασθεί όλες οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούν τα άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα. Οι τεχνολογίες αφορούν από την ανάγνωση τους, την ελάχιστη αναγνώριση του περιβάλλοντος τους έως και την κινητικότητα τους που είναι το βασικό πρόβλημα. Στο τρίτο κεφάλαιο έχουν εντοπισθεί τεχνολογίες που θα μπορούσαν να συνεισφέρουν και να κάνουν την ζωή των ατόμων με προβλήματα όρασης και τα τυφλά άτομα, ακόμα πιο καλύτερη και ευκολότερη. Έχουν εντοπισθεί τεχνολογίες που υπάρχουν είδη στην αγορά και άρα καθιστούν δυνατό την παραγωγή ενός τέτοιο είδους προϊόντος. Στο τέλος του κεφαλαίου έχουν εντοπισθεί παρόμοιες προτάσεις και λύσεις που έχουν είδη προτείνει κάποιοι οργανισμοί παρόμοια με το αποτέλεσμα αυτής της διπλωματικής εργασίας. Στο τέταρτο κεφάλαιο, το πρώτο, το δεύτερο και το τρίτο κεφάλαιο έχουν δημιουργήσει ένα προβληματικό χώρο και έχουν προκύψει, οι προδιαγραφές, οι προβληματικοί χώροι και οι περιορισμοί. Έτσι σχεδίασα τρεις σχεδιαστικές προτάσεις-λύσεις. Αυτές οι τρείς προτάσεις όμως κρίθηκαν από τυφλά άτομα και έτσι απολύθηκαν οι δυο προτάσεις. Στην πρόταση που έμεινε έγιναν διορθώσεις πάνω της και έκανε λεπτομερής σχεδίαση με τις νέες βελτιώσεις που έχουν προκύψει. Όπως αναφέραμε και παραπάνω όλες οι τεχνολογίες τα υλικά και τα εξαρτήματα κυκλοφορούν σήμερα στην αγορά και έτσι η σχεδιαστική πρόταση κάνει εφικτή την άμεση παραγωγή της, καθώς θα επιλύσει κατά μεγάλο βαθμό το πρόβλημα της κινητικότητας των ατόμων με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα, δίνοντας τους παράλληλα και πληροφορίες από το περιβάλλον τους. Σελίδα 3

5 Πίνακας Περιεχομένων Κεφάλαιο 1 ο Εισαγωγή Ορισμός Η λειτουργία του οφθαλμού και της όρασης Η λειτουργία της όρασης αναλυτικά και τα μέρη του οφθαλμού Προσαρμοστική Ικανότητα του Οφθαλμού: Αντίληψη των χρωμάτων και ορατό φάσμα Προβλήματα όρασης Κεφάλαιο 2 ο Επικοινωνία Σύστημα Μπράιγ (Braille) Κινητό τηλέφωνο για τυφλούς Εφαρμογές υποστήριξης τυφλών και ατόμων με προβλήματα όρασης σε κινητά τηλέφωνα Κινητικότητα Λευκό Μπαστούνι Σκύλοι Οδηγοί Τυφλών Εξερεύνηση χώρων και λήψη πληροφοριών Windows-Eyes Οθόνη Μπράιγ Γραμμή Μπράιγ (Braille Line Braille Display) Λογισμικά Χρήσης Η/Υ και ηλεκτρονικών συσκευών Φορητές συσκευές καθημερινής χρήσης Google Project Tango Κεφάλαιο 3 ο Τεχνολογίες Ανίχνευσης Αντικειμένων ή Εμποδίων και Τεχνολογίες Ιχνηλασίας Ενέργεια, Μπαταρίες και Φόρτιση Εφαρμογές και συνδυασμός του Arduino με έξυπνο λευκό μπαστούνι Εφαρμογές ARDUINO Συνδυασμός ARDUINO με το έξυπνο μπαστούνι Έξυπνα λευκά μπαστούνια Κεφάλαιο 4 ο Προβληματικός Χώρος Προδιαγραφές Τεχνικά χαρακτηριστικά Λειτουργίας και Ευχρηστίας Σελίδα 4

6 4.4 Σχεδίαση Αναφορές Σελίδα 5

7 Κεφάλαιο 1 ο 1.1 Εισαγωγή Η τύφλωση είναι από τους μεγαλύτερους φόβους του ανθρώπου. Σήμερα το 50% με 60% των πληροφοριών που λαμβάνουμε γίνεται μέσω των ματιών μας, έτσι ώστε μπορούμε να καταλάβουμε και να ενεργοποιήσουμε πολλά συναισθήματα μέσω αυτών. Για το λόγο αυτό μπορούμε πολύ εύκολα να καταλάβουμε την απογοήτευση και την αγωνία των τυφλών συνανθρώπων μας. Από την αρχή της η ανθρωπότητα γνώριζε το μέγεθος της αναπηρίας της τύφλωσης και είναι πολλές οι ιστορίες που έχουμε ακούσει για την άδικη αντιμετώπιση τέτοιον συνανθρώπων μας. Παράδειγμα τέτοιων ιστοριών είναι οι Σπαρτιάτες όπου οδηγούσαν τα νεογέννητα σε μια επιτροπή γερόντων. Αν το πόρισμα της επιτροπής ήταν αρνητικό σήμαινε ότι το παιδί δεν θα ήταν ικανός πολίτης για τη Σπάρτη. Τότε οδηγούσαν τα παιδιά αυτά σε ένα βάραθρο κάπου στον Ταΰγετο, έτσι ώστε το ανάπηρο βρέφος να πεθάνει μεν, αλλά ο θάνατός του να μη βαρύνει την πολιτεία. Σήμερα ένα στα δέκα παιδιά έχει προβλήματα όρασης αλλά ευτυχώς οι περισσότερες περιπτώσεις δεν συναντούν κοινωνικά ή εκπαιδευτικά προβλήματα αφού τα γυαλιά αντικαθιστούν την μειονεξία αυτή. Ένα στα χίλια παιδιά όμως έχει σοβαρά προβλήματα όρασης που δεν μπορούν να αποκαταστήσουν την μειονεξία αυτή. Στην παρούσα εργασία θα προσπαθήσουμε να βρούμε ένα σύστημα ή να φτιάξουμε ένα νέο βοηθητικό εργαλείο για τους συνανθρώπους μας με προβλήματα όρασης. Θα μελετήσουμε την λειτουργία των οφθαλμών, θα δούμε τα βοηθητικά εργαλεία που χρησιμοποιούν σήμερα τα άτομα με προβλήματα όρασης, θα δούμε πόσο ικανοποιημένοι είναι και θα προσπαθήσουμε να βρούμε ένα σύστημα ή κάποιο νέο εργαλείο έτσι ώστε να μπορούν να βοηθηθούν ακόμα περισσότερο στην σημερινή κοινωνία. Σελίδα 6

8 1.2 Ορισμός Στην κοινωνία μας σήμερα τα άτομα με τύφλωση κατηγοριοποιούνται στην κατηγορία των ανθρώπων άτομα με ειδικές ανάγκες αξίζει να σημειωθεί πως αυτά τα άτομα δεν πρέπει να θεωρούνται μειονεκτικά αλλά να κατανοήσουμε ότι έχουν διαφορετικό δικό τους τρόπο ζωής. Τύφλωση είναι ένας ορισμός που δίνεται σε άτομα που έχουν χάσει την ικανότητα όρασης ή δεν είχανε αυτήν την ικανότητα από την ημέρα της γέννησης τους. Η τύφλωση μπορεί να προκύψει ως αποτέλεσμα βλάβης στο οπτικό κέντρο του εγκεφάλου ή του οπτικού νεύρου που κατευθύνεται από τον εγκέφαλο προς τα μάτια. Μπορεί επίσης να οφείλεται αποκλειστικά στην δυσλειτουργία του ματιού. Το πρόβλημα της όρασης αποτελούνται από μία κατάσταση από δύο αντίθετες καταστάσεις, την κανονική όραση από την μία και την απόλυτη δυσκολία ή τύφλωση από την άλλη. Κατά τον Barraga " Ένα παιδί θεωρείτε οπτικά ανάπηρο όταν η οπτική του μειονεξία συντείνει στη μη μέγιστη απόδοση του στο μαθησιακό τομέα και απαιτούνται ειδικά προγράμματα, μέθοδοι και μέσα προκειμένου να μάθει και να αποκτήσει γνώσεις". Οι οπτικές μειονεξίες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν κατά διαφορετικούς τρόπους. Από νομική διοικητική άποψη, για λόγους υγείας και πρόνοιας, ο ορισμός προσδιορίζει δύο κατηγορίες. Τα τυφλά Τα μερικώς βλέποντα Ένα άτομο θεωρείτε τυφλό όταν μπορεί να δει 20/200 ή και λιγότερο, ακόμη και με μέσα οπτικής ενίσχυσης. Αυτό σημαίνει πως το άτομο αυτής της κατηγορίας μπορεί να δει κάτι καλά στα 20 εκατοστά, την στιγμή που το ίδιο αντικείμενο ένα άλλο άτομο με κανονική όραση μπορεί να δει στα 200 εκατοστά ή 2 μέτρα. Η τύφλωση δεν σημαίνει αποκλειστικά απουσία οπτικής διέγερσης αφού το τυφλό άτομο μπορεί να διακρίνει το σκοτάδι από το φως και ίσως να έχει και οπτικές εικόνες. Ένα άτομο θεωρείτε μερικά βλέπον ή με χαμηλή όραση όταν παρουσιάζει οπτική ικανότητα μεταξύ 20/70 και 20/200 με ενίσχυση. Ο ορισμός αναφέρεται στα άτομα που μπορούν να διαβάσουν τυπωμένο κείμενο όταν βοηθιούνται από διάφορα μέσα οπτικής ενίσχυσης. Στην κοινωνία μας σήμερα τα άτομα με τύφλωση κατηγοριοποιούνται στην κατηγορία των ανθρώπων άτομα με ειδικές ανάγκες αξίζει να σημειωθεί πως αυτά τα άτομα δεν πρέπει να θεωρούνται μειονεκτικά αλλά να κατανοήσουμε ότι έχουν διαφορετικό δικό τους τρόπο ζωής. Η ταξινόμηση της οπτικής μειονεξίας και αναπηρίας είναι προσανατολισμένη όλο και περισσότερο προς τη χρήση εκπαιδευτικών όρων. Η ταξινόμηση αυτή από την άποψη της ορολογίας που χρησιμοποιείτε είναι πολύ διαφορετική από την αντίστοιχη νομική ταξινόμηση η οποία επικεντρώνεται κυρίως στην αποτελεσματικότητα της όρασης σε σχέση με την απόσταση. Η νομική ταξινόμηση είναι αυτή που αναφέραμε παραπάνω ενώ εμείς θα δώσουμε έμφαση στην εκπαιδευτική ταξινόμηση. Ο λόγος που θα δώσουμε έμφαση σε αυτήν την ταξινόμηση είναι ότι με την παρούσα έρευνα θέλουμε ο χρήστης να ανακαλύπτει το χωριό γύρο του. Η κάθε νέα ανακάλυψη του ουσιαστικά θα του δίνει μια γνώση. Επίσης αυτή η ταξινόμηση δεν Σελίδα 7

9 βασίζεται στα αποτελέσματα των τεστ αλλά κυρίως στις απαιτούμενες παρεμβάσεις προκειμένου ο χρήστης να μαθαίνει και να ανακαλύπτει των κόσμο τριγύρω του. Η εκπαιδευτική ταξινόμηση λοιπόν έχει ως εξής: Μέτρια οπτική μειονεξία Σοβαρή οπτική μειονεξία Βαριά οπτική μειονεξία Υπάρχουν αρκετά άτομα σε ολόκληρο τον κόσμο με τύφλωση και συγκεκριμένα σύμφωνα με την Εθνική Ομοσπονδία Τυφλών (National Federation of Blind) το ποσοστό των ανθρώπων σε σχέση με την ηλικία και τα είδη τύφλωσης με προβλήματα τύφλωσης σε ολόκληρο των κόσμο είναι: Ηλικία Βαριά οπτική μειονεξία Σοβαρή οπτική μειονεξία Μέτρια οπτική μειονεξία Συνολικά Πίνακας 1.2.1: Τα ποσοστά των τυφλών ατόμων ανά οπτική αναπηρία. Κατά των Barraga ένα άτομο έχει μέτρια οπτική μειονεξία όταν μπορεί με τον κατάλληλο οπτικό βοήθημα και των απαραίτητο φωτισμό μπορεί να πετύχει να βλέπει ότι βλέπει και ο κόσμος γύρω του. Επίσης κατά των Barraga ένα άτομο έχει σοβαρή οπτική μειονεξία ή χαμηλή οπτική ικανότητα, όταν μπορεί να βοηθηθεί σχετικά από τα οπτικά βοηθήματα με αποτέλεσμα να εξακολουθεί να χρησιμοποιεί την όραση ως δίαυλο άντλησης πληροφοριών από το περιβάλλον με σκοπό την μάθηση. Και πάλι κατά των Barraga ένα άτομο έχει βαριά οπτική μειονεξία όταν δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει την όραση ως μέσο επίτευξης εκπαιδευτικών στόχων. Σε τέτοιες περιπτώσεις η ακοή και η αφή είναι τα μέσα που αντικαθιστούν το εκπαιδευτικό μέσον για την επίτευξη του στόχου. Σελίδα 8

10 1.3 Η λειτουργία του οφθαλμού και της όρασης. Οι άνθρωποι έχουν όργανο όρασης τα δύο μάτια που βρίσκονται μέσα στις οφθαλμολογικές κόγχες, που σχηματίζονται από τα οστά του προσώπου. Καλύπτονται μπροστά από τα βλέφαρα και τους επιπεφυκότες, ενώ στο πίσω μέρος αρχίζει το οπτικό νεύρο. Κάθε ένα έχει σχήμα σφαιρικό, διαμέτρου 2,5 εκατοστών και διαχωρίζεται από τον εσωτερικό, τον μέσω και τον εξωτερικό χιτώνα. Ο κάθε χιτώνας βρίσκεται ο ένας μέσα στον άλλων. Ο βολβός συγκρατείτε από τους οφθαλμικούς μύες και από λεπτές δεσμίδες συνδετικού ιστού. Έτσι συγκρατείτε στη θέση του μέσα στην κόγχη και έτσι δεν έχει δυνατότητα κίνησης. Η όραση και η λειτουργία της αποτελούν εγκεφαλική λειτουργία. Το μάτι είναι αισθητήριο όργανο που μεταφέρει τις οπτικές πληροφορίες από τον εξωτερικό περιβάλλον στον εγκέφαλο και συγκεκριμένα στα σημεία κέντρα που είναι για την οπτική λειτουργία. Η λάθος ερμηνεία του εξωτερικού περιβάλλοντος στον εγκέφαλο μπορεί να οφείλεται στους εξής παράγοντες: Εγκεφαλική δυσλειτουργία. Ανύπαρκτες ή λανθασμένες πληροφορίες. Σε βλάβες-δυσλειτουργίες του ματιού Η λειτουργία της όρασης αναλυτικά και τα μέρη του οφθαλμού Η όραση γενικότερα και η λειτουργία της ακολουθούν την παρακάτω συγκεκριμένη πορεία: Το φως εισέρχεται στο μάτι Συγκεντρώνεται στον αμφιβληστροειδή χιτώνα Μεταφέρεται μέσω οπτικών νεύρων στον εγκέφαλο Η οπτική πληροφορία μεταφράζεται σε αισθήματα, εμπειρίες, αναμνήσεις σε αίσθηση και διάφορες άλλες αντιλήψεις. Δύο άνθρωποι με πλήρες λειτουργία των ματιών, οπτικών νεύρων και εγκεφάλου δεν μεταφράζουν με ίδιο τρόπο την οπτική πληροφορία που λαμβάνουν από το έξω περιβάλλον. Αυτό συμβαίνει γιατί δύο άνθρωποι δεν ζούνε τις ίδιες εμπειρίες και δεν αντιλαμβάνονται τον κόσμο με το ίδιο τρόπο. Άρα τα βιώματα τους επηρεάζουν τον τρόπο που θα μεταφράσει ο εγκέφαλος την οπτική πληροφορία. Για να κατανοήσει κανείς αυτό πρέπει να ξέρει πως λειτουργεί το υγιές μάτι και ποιες είναι οι καταστάσεις και οι συνθήκες που μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα στην κανονική όραση. Το ανθρώπινο μάτι ονομάστηκε κάμερα του εγκεφάλου και αποτελείται από σύνθετα και πολλά και διάφορα μέρη που συνδέονται μεταξύ τους. Άρα το κάθε μέρος εξαρτάται το ένα από το άλλο. Οποιοδήποτε μέρος από αυτά μη λειτουργικότητα ή ελαττωματικότητα εξαιτίας κληρονομικής πάθησης, αρρώστιας, ατυχήματος ή άλλων αιτίων. Σαν κάμερα που είναι το μάτι έχει και έναν φακό, την ίριδα. Η ίριδα είναι έγχρωμο μυϊκό μέρος που όπως και η κάμερα ρυθμίζει το ποσοστό του φωτός που μπορεί περάσει από το κεντρικό άνοιγμα έως την κόρη. Ένα μυϊκό σώμα δηλαδή που συγκεντρώνει το φως πάνω στον χιτώνα. Σελίδα 9

11 Εικόνα 1.3.1: Τα τμήματα του εγκεφάλου. Ο αμφιβληστροειδής χιτώνας είναι ένας φωτοευαίσθητος υμένας ιστού στο πίσω μέρος του ματιού. Αποτελείται από αισθητήρες που μετατρέπουν το φως σε νευρικά σήματα τα οποία καταλήγουν στον οπτικό φλοιό, τα οποία σήματα ουσιαστικά είναι η όραση που αντιλαμβάνεται ο εγκέφαλος και ο άνθρωπος. Σελίδα 10

12 Εικόνα 1.3.2: Τα τμήματα του ματιού. Όπως παρατηρούμε και στην εικόνα παραπάνω το ανθρώπινο μάτι αποτελείται από τα παρακάτω δομικά και προστατευτικά στοιχεία τα οποία συμβάλλουν στην όραση. Άνω Ορθός Μυς Χοριοειδής Χιτώνας Σκληρός Χιτώνας Αμφιβληστροειδής Βοθρίο Οπτικό Νεύρο Ωχρή κηλίδα Θηλή Υαλοειδές Σώμα Οπίσθιος Θάλαμος Πρόσθιος Θάλαμος Κερατοειδής Κόρη Υδατοειδές Υγρό Φακός Ίριδα Κτενοειδής Σύνδεσμος Ακτινωτό Σώμα Επιπεφυκότας Κάτω Ορθός Μυς Σελίδα 11

13 Ο κερατοειδής χιτώνας αποτελεί το εμπρόσθιο σκληρό επικάλυμμα του βολβού. Οι καταπληκτικοί μύες που μας επιτρέπουν να επικεντρωνόμαστε και να εστιάζουμε πάνω σε αντικείμενα δηλαδή στο να κάνουμε focus είναι οι ακτινωτοί μύες. Όπως αναφέραμε και παραπάνω το απόλυτα υγειές μάτι είναι εκείνο που δεν χρειάζεται κάποια ιδιαίτερη προσπάθεια για να δει αντικείμενα από 20 εκατοστά και πέρα. Όταν όμως προσπαθούμε να δούμε ένα αντικείμενο σε κοντινότερη απόσταση των 20 εκατοστών τότε οι βλεφαρικοί μύες αυξάνουν την ευελιξία-καμπυλότητα του φακού με συνέπεια η εικόνα του αντικειμένου να αποτυπώνεται και να συγκεντρώνεται πάνω στον αμφιβληστροειδή χιτώνα. Όπως όλοι γνωρίζουμε ο κύριος λόγος ύπαρξης των βλέφαρων είναι να προστατεύουν από εξωτερικά για το σώμα αντικείμενα, ενώ οι κινήσεις των βλεφαρίδων μαζί με τα δάκρυα βοηθούν στην απομάκρυνση των αντικειμένων αυτών. Τα βλέφαρα αποτελούνται από δέρμα με ιδρωτοποιούς και σμηγματογόνους αδένες, μικρές τρίχες, τον δακτυλιοειδή σφιγκτήρα και τον ταρσό. Εσωτερικά επικαλύπτονται με επιπεφυκότα ο οποίος είναι λεπτός και διαφανής βλεννογόνος υμένας. Καλύπτει γενικότερα την πίσω επιφάνεια των βλεφάρων και το μπροστινό μέρος του οφθαλμού. Στις άκρες των βλεφάρων υπάρχουν οι βλεφαρίδες. Στις πάνω βλεφαρίδες κατά μέσο όρο υπάρχουν 150 τρίχες σε κάθε μάτι και στις κάτω βλεφαρίδες από 75 τρίχες αντίστοιχα για το κάθε μάτι. Τα βλέφαρα εξασφαλίζουν να παραμένει συνεχόμενα υγρός ο κερατοειδής χιτώνας έτσι ώστε να προστατεύεται συνεχόμενα ο βολβός. Το συνεχόμενο κλείσιμο των βλεφαρίδων προστατεύει τον κερατοειδή κατά την διάρκεια της ημέρας. Όταν κοιμόμαστε ο κερατοειδής μένει προστατευμένος μένοντας τα βλέφαρα συνεχόμενα κλειστά. Ο πρόσθιος θάλαμος που εξαρτάται από την πίσω επιφάνεια του κερατοειδή βρίσκεται πίσω από αυτών και μπροστά από την ίριδα. Ο εμπρόσθιος και ο πίσω θάλαμος είναι γεμάτοι με υδατοειδές υγρό το οποίο μετακινείτε εύκολα ανάμεσα σε αυτά μέσω της κόρης. Η άκρη της κόρης με το άνοιγμα και το κλείσιμο γλιστρά πάν στην μπροστινή επιφάνεια του φακού. Ο λεπτός κολλοειδής και διαφανής ιστός που βρίσκεται πίσω από τον φακό αποτελεί το υαλοειδές σώμα. Φανταστείτε ένα φωτογραφικό θάλαμο ο οποίος σύμφωνα με τους Roisin A. Boadle, Emma Wigfield, Amanjit S. Dulay The Μegapixel Limit,2009 φωτογραφίζει έως και 71.3 Megapixel που στη ουσία είναι το μάτι, το οποίο κατά την διαδικασία λήψης και ο βολβός περιέχει όργανα απεικόνισης και λήψης εικόνων. Στα όργανα απεικόνισης περιλαμβάνονται επίσης τα διαθλαστικά μέσα: ο κερατοειδής χιτώνας, ο φακός, το υδατοειδές υγρό και το υαλοειδές σώμα. Τα οποία όμως είναι τμήματα τα οποία ενσωματώνονται στο σύστημα φακών της φωτογραφικής μηχανής. Ο λόγος που τα διαθλαστικά μέσα ονομάζονται έτσι είναι ότι: με παραπλήσιο δείκτη διάθλασης επιτρέπουν να εισέλθει μέσω αυτών το φως και να ενεργοποιήσει τους φωτουποδοχείς του αμφιβληστροειδή. Ο κερατοειδής χιτώνας είναι εξωτερικός υμένας και φράζει το πίσω άνοιγμα του σκληρού χιτώνα του βολβού που αντιστοιχεί στην ίριδα και την κόρη. Η ίριδα αποτελείται από δύο φύλλα, το μπροστινό και το πίσω φύλλο. Χωρίζει το μπροστινό μέρος του θαλάμου από τον πίσω και ακριβώς στην μέση έχει μία στρόγγυλη τρύπα, την κόρη. Η κόρη ουσιαστικά είναι το διάφραγμα του οπτικού συστήματος που επιτρέπει ή αποκλείει την είσοδο των ακτινών του φωτός. Η ίριδα μέσω της κόρης εφάπτεται με το μπροστινό τμήμα-την μπροστινή επιφάνεια του φακού. Σελίδα 12

14 Ο κρυσταλλοειδής φακός είναι αμφίκυρτος, διαφανής χωρίς αγγεία και νεύρα. Σκοπός του φακού είναι η διάθλαση του φωτός για το σχηματισμό ευκρινούς ειδώλου στον αμφιβληστροειδή. Ο φακός στερεώνεται στο ακτινωτό σώμα με ένα σύστημα μυών που συνδέει τον ισημερινό του με το ακτινωτό σώμα. Το ακτινωτό σώμα παράγει υγρό και συμβάλει στη λειτουργία προσαρμογής του φακού. Με την προσαρμογή εννοείτε η αύξηση της διαθλαστικής ισχύος του φακού με την ελαστικότητα του φακού. Ο αμφιβληστροειδής χιτώνας είναι το όργανο λήψης εικόνων. Είναι σύνθετος και ευαίσθητος και είναι ο δέκτης φωτεινών ακτινών. Αποτελείται από τρία νεύρα και εμπεριέχει τα αισθητηριακά κύτταρα που προσλαμβάνουν το φυσικό ερέθισμα του φωτός και το μετατρέπουν σε νευρικό ερέθισμα. Ανάλογα το άνοιγμα του διαφράγματος η ίριδα ρυθμίζει την είσοδο του φωτός και την ευκρίνεια. Η ωχρή κηλίδα είναι η περιοχή στο πίσω μέρος του αμφιβληστροειδή με διάμετρο 5 χιλιοστών και υπάρχει ένα λεπτό δίκτυο κωνίων που χρησιμεύουν για την ευκρίνεια της όρασης και την αντίληψη των χρωμάτων. Η περιοχή αυτή ενεργοποιείτε μόνο σε συνθήκες άπλετου φωτισμού. Η όραση που προέρχεται από αυτή λέγεται κεντρική όραση και μετριέται με την οπτική οξύτητα. Γύρω από τον αμφιβληστροειδή βρίσκονται σχεδόν μόνο ραβδία τα οποία η μόνη δουλειά τους είναι να αντιλαμβάνονται οι κινήσεις στο χώρο καθώς είναι η μοναδική περιοχή που διατηρεί όραση σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Η όραση αυτή έχει ονομαστεί ως περιφερειακή όραση καθώς λόγο του χαμηλού φωτισμού ο άνθρωπος μπορεί να δει μόνο περιμετρικά του δηλαδή στην περιφέρεια του. Ο αμφιβληστροειδής περιέχει περίπου 7 εκατομμύρια κωνία (τα οποία χρησιμεύουν για την καθαρή όραση την ημέρα και την αντίληψη των χρωμάτων) και 120 εκατομμύρια ραβδία (τα οποία χρησιμεύουν για την όραση στο ημίφως). Η ολική κατάρρευση και δυσλειτουργία των κωνίων προκαλεί την ολική τύφλωση των χρωμάτων η την αδυναμία διάκρισης των χρωμάτων δηλαδή την αχρωματοψία. Οι νευρώνες συνδέονται μεταξύ τους και οι στιβάδες τους περιέχουν τους νευρίτες που με τις νευρικές τους ίνες συνδέονται στην θηλή του οπτικού νεύρου και σχηματίζουν το οπτικό νεύρο. Το οπτικό νεύρο όμως δεν είναι οπτικό νεύρο αλλά μία προέκταση του εγκεφάλου που περιέχει 1 εκατομμύριο ίνες. Η κεφαλή του οπτικού νεύρου είναι το σημείο των εξόδων όλων των νευρικών ινών του αμφιβληστροειδή. Το οπτικό νεύρο ξεκινάει από το σκληρό χιτώνα του ματιού, από την οπτική θηλή δηλαδή και εισέρχεται στο κρανίο όπου συναντά το οπτικό χίασμα και στη συνέχεια φτάνει στο ινιακό λοβό δηλαδή στο οπτικό κέντρο του εγκεφάλου. Η ολική βλάβη στο παραπάνω οπτικό νεύρο που αναφέραμε προκαλεί μόνιμη τύφλωση. Στο εξωτερικό μέρος του αμφιβληστροειδή προς το χοριοειδή βρίσκεται το μελάγχρουν επιθήλιο το οποίο σταματάει την πορεία του φωτός προς τα πίσω. Ο χοριοειδής χιτώνας χρησιμεύει για την διατροφή των εξωτερικών στιβάδων του αμφιβληστροειδή από τις οποίες στιβάδες διατρέφονται από την κεντρική αρτηρία. Η όραση γενικότερα δεν μπορεί να αντιστοιχηθεί ως, η διατύπωση του εξωτερικού κόσμου πάνω σε ένα παθητικό δέκτη (όπως για παράδειγμα τα φωτοκύτταρα τα οποία αναγνωρίζουν φως και κάνουν ενέργειες μετά) αλλά η όραση είναι μερικώς συνειδητή και μερικώς υποσυνείδητη διαμόρφωση και αξιολόγηση των οπτικών εντυπώσεων στις οποίες συμμετέχουν ενεργά και η διάθεση μας, η προσοχή μας, το τι νιώθουμε εκείνη την στιγμή και γενικότερα η ψυχολογία μας. Σε κάθε περίπτωση πάντως το μάτι θα διαμορφώσει την λειτουργία του ανάλογα με την σκηνή που βρισκόμαστε και θα προσαρμοστεί στις εκάστοτε συνθήκες φωτός ανάλογα της σκηνής. Σελίδα 13

15 Όταν κάποιος ο οποίος βρίσκεται στο σκοτάδι και ξαφνικά βγει σε φως, τα πρώτα 5 λεπτά δεν βλέπει τίποτα αυτό είναι αποτέλεσμα μιας γρήγορης αύξησης ευαισθησίας του αμφιβληστροειδή όπου το μάτι προσπαθεί να προσαρμόσει την λειτουργία του από μια σκοτεινή σκηνή σε μια φωτεινή σκηνή. Μετά τα 5 λεπτά της προσαρμοστικότητας της λειτουργίας της όρασης, η καμπύλη προσαρμοστικότητας δείχνει μια καμπή επειδή στη συνέχεια της σκοτεινής σκηνής θα δρουν μόνο τα ραβδία, τα οποία αναγεννούν ταυτόχρονα την οπτική πορφύρα που έχει ξεθωριάσει στο φως. Η πλήρης προσαρμογή στην σκοτεινή σκήνη αρχίζει μετά από 35 λεπτά περίπου. Σε αυτήν την σκοτεινή σκηνή από τις εκατομμύρια πληροφορίες που δέχεται το μάτι μόνο οι 10 περίπου θα γίνουν συνειδητές και θα ξεχωρίσουν σαν σημαντικές ενώ η συμπεριφορά του μπορεί να επηρεασθεί και από πληροφορίες οι οποίες δεν θα έχουν γίνει πλήρως συνειδητές. Η οπτική μνήμη βρίσκεται στην πλάγια επιφάνεια του ιονικού λοβού και η καταστροφή της σημαίνει όραση με αδυναμία ταυτοποίησης και διαχώρισης αντικειμένων το οποίο μεταφράζεται ως οπτική αγνωσία ή ψυχική τύφλωση Προσαρμοστική Ικανότητα του Οφθαλμού: Αντικείμενα τα οποία βρίσκονται πέρα από έξι μέτρα εκπέμπουν φωτεινές ακτίνες, οι οποίες περνούν μέσα από το κερατοειδούς χιτώνα του υδατοειδούς υγρού και της κόρης του ματιού και φτάνουν στο κρυσταλλοειδή φακό του. Ο φακός με τη βοήθεια των μυών του ρυθμίζει την κυρτότητα του έτσι ώστε οι φωτεινές ακτίνες να σχηματίσουν το είδωλο πάνω στον αμφιβληστροειδή. Στη συνέχεια οι φωτεινές ακτίνες εστιάζουν στην ωχρή κηλίδα. Το είδωλο προβάλλεται ανάποδα και σε σμίκρυνση χωρίς να έχει αντιληφθεί σαν είδωλο ακόμη. Το είδωλο προβάλλεται από την ίδια διαθλαστική οδό στον έξω κόσμο όπου θα αναγνωριστεί ως υπάρχων. Τα ραβδία και τα κωνία που βρίσκονται πάνω στον αμφιβληστροειδή και με τις εσωτερικές ίνες του οπτικού νεύρου το οπτικό αποτέλεσμα φτάνει στο νευρικό σύστημα. Εδώ σημαντικό ρόλο παίζει η οπτική θηλή η οποία παρουσιάζει διεγερσιμότητα σε εξωτερικούς ερεθισμούς και είναι το σημείο εισόδου του οπτικού νεύρου. Με το οπτικό νεύρο γενικότερα διαπερνούν οπτικές πληροφορίες και φτάνουν στο εγκέφαλο κυρίως στον ιονικό λοβό όπου είναι το κέντρο όρασης, από το οποίο συνειδητοποιούμε την εικόνα, η οποία όπως αναφέραμε λίγο πιο πάνω προβάλλεται αντίστροφα και μέσω της διαθλαστικής οδού του ματιού αντιλαμβανόμαστε την θέση που βρίσκεται και έτσι συνολικά έχουμε την αίσθηση του αντικειμένου που βλέπουν τα μάτια μας. Τα παραπάνω που περιγράψαμε τα βλέπουμε παρακάτω με μία εικόνα: Εικόνα : Πώς βλέπουμε. Σελίδα 14

16 Ο λόγος όμως που δεν μπορούμε να διαχωρίσουμε πολύ εύκολα αντικείμενα μέσα στο σκοτάδι είναι πως τα ραβδία που είναι υπεύθυνα για την όραση σε λιγότερο φως από το φυσιολογικό, στο ανθρώπινο μάτι είναι λίγα σε σχέση με κάποια ζώα τα οποία μπορούν και βλέπουν στο σκοτάδι. Τα ζώα αυτά έχουν πολλά παραπάνω ραβδία και έτσι μπορούν να διακρίνουν αντικείμενα και να διαφύγουν από απειλές και στο σκοτάδι Αντίληψη των χρωμάτων και ορατό φάσμα Το φως και η φύση του χρώματος είναι επιστήμες που έχουν απασχολήσει για πολύ καιρό την ανθρωπότητα. Αρκετοί άνθρωποι με τις γνώσεις τους προσπάθησαν να αποδείξουν την δική τους θεωρία. Βέβαια, άλλες αποδέχθηκαν και βασίστηκαν και πολλές άλλες επιστήμες πάνω σε αυτές, ενώ άλλες απλά με την πάροδο του χρόνου αναδείχθηκαν ως μη σωστές. Όταν οι ακτίνες του φωτός περνούν από ένα πρίσμα το ανθρώπινο μάτι διακρίνει 7 διαφορετικά απλά χρώματα: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, μωβ. Χρώματα τα οποία προέρχονται από την ανάλυση του λευκού φωτός του ήλιου στο φάσμα των χρωμάτων. Το ορατό φάσμα αυτό είναι οριοθετημένο σε μήκη κύματος για το ανθρώπινο μάτι από 400(ιώδες) έως 700(ερυθρό) νανόμετρα (Μίχας, Π. (2005). Η διδακτική της οπτικής μέσα από μια διαχρονική ματιά. Αθήνα: Εκδόσεις Γ. Δάρδανος. σ.σ ) Αναλυτικά στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε το τι ακριβώς ειπώθηκε στην παράγραφο αυτή: Εικόνα : Φάσμα Χρωμάτων. Η χρήση ειδικών απορροφητικών φίλτρων είναι αποτελεσματική μέθοδος απομάκρυνσής υπεριώδους-ιώδους και κυανού από τα φάσματα εκπομπής διαφόρων πηγών. Με αυτό το τρόπο ελαττώνεται το θάμβος που προκαλείται από τη διάχυση στα διαθλαστικά μέσα και από το φθορισμό στον κρυσταλλοειδή φακό. Η διάχυση είναι πιο ενοχλητική πηγή από το φωτισμό και προκαλείται από πολύ μικρά σωματίδια, τόσο στο περιβάλλον όσο και μέσα στο οφθαλμό. Δημιουργείται όταν υπάρχει ομίχλη ή ατμοσφαιρική ρύπανση ή όταν υπάρχουν θολότητα στα διαθλαστικά μέσα. Είναι μέγιστη στο κυανό και ιώδες χρώμα που έχουν μικρό μήκος κύματος και ελάχιστη στα μεγάλη μήκη κύματος δηλαδή κόκκινο και πορτοκαλί. Δευτερογενής εκπομπή ή φθορισμός είναι το φαινόμενο το οποίο το μάτι απορροφά αόρατο φως-ακτινοβόλα ενέργεια, την οποίο όμως εκπέμπει ξανά σαν ορατό φως. Ο κρυσταλλοειδές φακός απορροφά ακτινοβολίες 300 με 400 νανόμετρα και την επανεκπέμπει σαν διάχυτη ακτινοβολία στο περιβάλλον του πράσινου. Από όλες τις πηγές του φωτός μόνο ο ήλιος εκπέμπει ακτινοβολίες ομοιόμορφες σε όλο το φάσμα. Ενώ όλες οι υπόλοιπες πηγές έχουν φάσμα ασυνεχές και μπορούν να δημιουργήσουν οπτική δυσφορίας και με την σειρά τους συνοδεύονται με κεφαλαλγία, κοπιωπία και αίσθημα καύσου στους οφθαλμούς, κυρίως όταν στο οπτικό πεδίο υπάρχουν περιοχές διαφορετικής φωτεινότητας. Σελίδα 15

17 Η διάχυση, ο οπτική αντίληψη, ο φθορισμός και οι αντιθέσεις εξαρτώνται άμεσα από το μήκος κύματος του φωτός. Η προσπάθεια του ματιού στρέφεται στον έλεγχο του μήκος κύματος για να βελτιώσει την αντίθεση, να αυξήσει την ευκρίνεια και να ελαττώσει την θαμπότητα για να μπορεί στην συνέχεια ο αμφιβληστροειδής να σχηματίσει εικόνα. Οι γιατροί για τους ανθρώπους που βρίσκονται συνέχεια σε τέτοιου είδους περιβάλλοντα και αντιμετωπίζουν προβλήματα ή ενοχλήσεις στα μάτια τους, συνιστούν κάποια ειδικά φίλτρα τα οποία απορροφούν το ιώδες και το πράσινο, αποκλείουν τα αντίστοιχα χρώματα και ελαττώνουν όλα τα μήκη κύματος κάτω από 400 νανόμετρα. Ένα πολύ συνιστάμενο φίλτρο είναι και το φίλτρο ουδέτερης πυκνότητας το οποίο ελαττώνουν όλα τα μήκη κύματος κάτω από 40 νανόμετρα. Η ποιότητα και η ποσότητα του φωτός είναι μεταβλητές πάρα πολύ σημαντικές για τα άτομα με προβλήματα όρασης. Το περιβάλλον πρέπει να έχει ομοιόμορφο φως και κατά την διάρκεια της νύχτας δεν πρέπει να υπάρχουν ισχυρές πηγές του φωτός-φωτισμού. Ενώ στους εσωτερικούς χώρους πρέπει να υπάρχει φωτισμός ο οποίος να μην δημιουργεί διάχυση και ισχυρές αντιθέσεις. Στους εξωτερικούς χώρους πρέπει να χρησιμοποιούνται γυαλιά που θα απορροφάνε και δεν θα επιτρέπουν τις ισχυρές ακτινοβολίες να διαπερνάνε μέσα στο μάτι. Σελίδα 16

18 1.4 Προβλήματα όρασης. Όπως αναφέραμε και παραπάνω στον κόσμο υπάρχουν περίπου τυφλοί άνθρωποι. Παρά τις τεχνολογίες και την προηγμένη ιατρική που υπάρχει σήμερα δεν μπορεί να βρεθεί λύση για αυτούς τους ανθρώπους και αυτό το θέμα δημιουργεί συνεχώς κοινωνικά, ψυχολογικά, εκπαιδευτικά και οικονομικά προβλήματα. Αυτό που δεν ξέρει ο περισσότερος κόσμος είναι ότι η τύφλωση κατά 80% μπορεί να εμποδιστεί και να προληφθεί αν υπάρχει σωστή ενημέρωση από τους γιατρούς και τους σχετικούς φορείς της υγείας. Παρόλου αυτά όμως δυστυχώς και η κληρονομικότητα παίζει σημαντικό ρόλο στα προβλήματα όρασης και της τύφλωσης. Ο μεγαλύτερος αριθμός των αιτιών είναι άγνωστος αλλά το 37% των προβλημάτων όρασης και τύφλωσης προέρχεται από κληρονομικότητα. Το σύνολο των αιτιών και των προβλημάτων διακρίνεται σε τρείς κατηγορίες: Προ γενετικά: Εδώ ανήκουν διάφορα οικογενειακά εκφυλιστικά φαινόμενα. Έλλειψη χρωστικής ουσίας στον χοριοειδή, στην ίριδα, στον αμφιβληστροειδή, σε διαθλαστικές ανωμαλίες, στην καταστροφή ή βλάβη του οπτικού νεύρου κ.τ.λ. Παίζει πάρα πολύ σημαντικό ρόλο η υγεία, η καθαριότητα και η συντηρητικότητα της μητέρας κατά την διάρκεια της εγκυμοσύνης. Μολυσματικές ασθένειες του τύπου: αφροδίσια νοσήματα, δηλητηριάσεις και κακώσεις του εμβρύου κατά την εγκυμοσύνη μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα όρασης και τύφλωση στο παιδί που θα γεννηθεί. Δια γενετικά: Εδώ τοποθετούνται τα προβλήματα όρασης κα της τύφλωσης τα οποία προκαλούνται κατά την διάρκεια του τοκετού και της γέννησης. Τραυματισμοί στον κρανίο του παιδιού και ανοξία, είναι τα κυρίως αίτια. Μετά γενετικά: Εδώ τοποθετούνται τα αίτια που προκαλούν προβλήματα όρασης και της τύφλωσης μετά την γέννηση του ανθρώπου στην παιδική του ηλικία. Οι μολυσματικές ασθένειες του τύπου: μηνιγγίτιδα, οστρακιά, ευλογία, αφροδίσια νοσήματα, οφθαλμολογικές παθήσεις, τραυματισμοί των οφθαλμών, δηλητηριάσεις, διαταραχές στο μεταβολισμό, κακοήθεις όγκοι στον ιστό του οπτικού οργάνου και διάφορες άλλες είναι πιθανές αιτίες προβλημάτων όρασης και τύφλωσης. Οι άνθρωποι που φροντίζουν τα τυφλά άτομα, εκτός τις ιατρικές οδηγίες πρέπει με συντηρητικότητα να γνωρίζουν τους κινδύνους που διατρέχουν τα άτομα τους και να προσέχουν τις καθημερινές δραστηριότητες τους. Τα τυφλά παιδιά αναγνωρίζονται εύκολα από την πρώιμη παιδική ηλικία τους διότι υπάρχει εμφανής βλάβη των ματιών, έχουν απλανές βλέμμα και διάφορα άλλα. Όταν όμως υπάρχουν προβλήματα μερικής όρασης και δεν είναι εμφανείς, πολλά παιδιά φτάνουν στην σχολική ηλικία και τότε αρχίζουν και διαπιστώνονται τα προβλήματα όρασης. Πολλές φορές όμως είναι αργά διότι το πρόβλημα έχει ωριμάσει. Σύμφωνα με τον Kirk.S (1972): «Η εκπαίδευσης των αποκλινόντων παιδιών», Αθήνα, μτφ. Τσιμπούκης. Κ όμως υπάρχει μια συγκεκριμένη λίστα από προβλήματα όρασης που αν την γνωρίζουν και οι γονείς και οι εκπαιδευτικοί θα μπορούσαν να εμποδίσουν πολλά μόνιμα προβλήματα όρασης ακόμα και να προφτάσουν και να εμποδίσουν την τύφλωση. Αυτή η συγκεκριμένη λίστα για παιδιά προσχολικής και σχολικής ηλικίας είναι η εξής: Σελίδα 17

19 Ο στραβισμός Ο Νυσταγμός Η ιδιαίτερη ευαισθησία στο έντονο φωτισμό Το έντονο τρίψιμο των ματιών Η έλλειψη της περιέργειας για επαφή με αντικείμενα Η παρατήρηση των αντικειμένων από πολύ κοντά Η απροσεξία σε δραστηριότητές που απαιτούν οπτική προσοχή Η μερική ή η πλήρης δυσκολία στην ανάγνωση Η αδεξιότητα στα παιχνίδια που απαιτούν συντονισμό ματιού και χεριού Η αποφυγή ενεργειών που απαιτούν προσοχή των ματιών Παράπονα για πόνους στο μάτι ή για κακή όραση Σε περίπτωση εντοπισμού κάποιας από τις παραπάνω ένδειξης θα πρέπει οι γονείς να πάνε σε οφθαλμίατρο και να γίνουν οι κατάλληλες οφθαλμολογικές εξετάσεις. Αν τυχόν και εντοπιστεί οπτική βλάβη θα πρέπει να δηλωθεί το άτομο με πρόβλημα όρασης στις αρμόδιες αρχές-υπηρεσίες έτσι ώστε να λάβει κατάλληλη κοινωνική, ψυχολογική, ιατρική και εκπαιδευτική υποστήριξη. Η πρόληψη και η έγκαιρη αντιμετώπιση των προβλημάτων της όρασης είναι καθήκον: Των γονέων, επειδή θα είναι οι πρώτοι που θα καταλάβουν και θα αντιμετωπίσουν το άτομο με τα προβλήματα της όρασης. Των εκπαιδευτών, γιατί όσο βλέπουνε πως υπάρχει εμπόδιο όρασης στο να εμπεδώσει τα μαθήματα που παίρνει ένα παιδί, δεν μπορεί να ανακαλύπτει νέα πράγματα και αντιμετωπίζει προβλήματα στο να κοινωνικοποιηθεί, προκειμένου και να μην χαλάσει η ψυχολογία του παιδιού είναι υποχρεωμένοι να ενημερώσουν τους γονείς του. Των γιατρών, γιατί της περισσότερες φορές όσο πιο γρήγορα δράσει ο γιατρός είναι τόσο πιο αποτελεσματική η αντιμετώπιση της τύφλωσης. Οι οφθαλμίατροι πάντως συνιστούν να γίνονται συστηματικοί έλεγχοι των παιδιών για τρείς κυρίως λόγους. Για προληπτικούς λόγους, ακόμα και αν δεν έχουν εμφανιστεί προβλήματα όρασης. Για κληρονομικούς λόγους, σε περίπτωση που ανήκουν σε ομάδες ανθρώπων υψηλής επικινδυνότητας. Και ο τρίτος λόγος είναι ότι ήδη μπορεί να έχουν εμφανιστεί τα προβλήματα και να μην είναι τόσο φανερά στο κύκλο του ασθενή. Παρόλα τα παραπάνω στοιχεία παίζει πάρα πολύ σημαντικό ρόλο ο τόπος καταγωγής του ασθενή. Διότι οι συνθήκες διαβίωσης είναι πολύ διαφορετικές σε μια χώρα αναπτυσσόμενη, όπου δυστυχώς οικονομικά δεν υπάρχει μεσαία τάξη ανθρώπων και άρα δεν μπορούν να ανταπεξέλθουν ούτε το κράτος αλλά ούτε ο ασθενής στις οικονομικές απαιτήσεις για να γίνονται οι σωστοί και τακτικοί οφθαλμολογικοί έλεγχοι. Σε σχέση με χώρες ανεπτυγμένες όπου και το κράτος διαθέτει τις απαιτούμενες αρχές για να στηρίξει τα τυφλά άτομα κοινωνικά και ψυχολογικά αλλά επίσης και ο ίδιος ο κόσμος έχει τις δυνατότητες να κάνει τους απαραίτητους προληπτικούς οφθαλμολογικούς ελέγχους. Για να δούμε λοιπόν τα πιο γνωστά οφθαλμολογικά προβλήματα όρασης τα οποία μπορούν να οδηγήσουν τον ασθενή ακόμα και σε τύφλωση: Σελίδα 18

20 Τράχωμα: Οφείλεται σε μολυσματικό ιό και προκαλεί ουλοποίηση του κερατοειδούς. Προλαμβάνεται με βελτίωση των συνθηκών υγιεινής και διαβίωσης. Εικόνα 1.4.1: Στην εικόνα απεικονίζεται το πως εμφανίζεται το τράχωμα στον μάτι. Ξηροφθαλμία: Εντοπίζεται περισσότερο σε παιδιά επειδή υπάρχει έλλειψη βιταμίνης Α. Προκαλεί καθολική θόλωση του κερατοειδούς. Μπορεί να προληφθεί με την έγκαιρη χορήγηση βιταμίνης Α. Εικόνα 1.4.2: Στην αριστερή εικόνα βλέπουμε το πως εμφανίζεται η Ξηροφθαλμία στο περιοχή του ματιού. Στην δεξιά εικόνα εικονίζεται το πως βλέπει κάποιος όταν έχει Ξηροφθαλμία. Ογκοκέρκωση: Το 20% των τυφλών ανθρώπων έχουν τυφλωθεί λόγο αυτής της ασθένειας. Ο πιο συχνός λόγος εμφάνισης πρόβλημα στο γεροντικό, ο δεύτερος λόγος προέρχεται εκ γενετής (λόγο κληρονομικότητας) και ο τρίτος από τραυματισμό στον οφθαλμό. Εικόνα 1.4.3: Στην εικόνα βλέπουμε το πως εμφανίζεται η Ογκοκέρκωση στον οφθαλμό. Καταρράκτης: Δημιουργείται λόγο θόλωσης του φακού σε κοντινή και μακρινά όραση. Μια θόλωση που ξεκινάει σιγά-σιγά και με το καιρό γίνεται όλο και πιο έντονο. Με ποσοστό επιτυχίας έως 98% διορθώνεται μέσω χειρουργείου με εμφύτευση ενδοφακού. Σελίδα 19

21 Εικόνα 1.4.4: Στην αριστερή εικόνα βλέπουμε το πως φαίνεται ο καταρράκτης σε κάποιον που το έχει. Στην δεξιά εικόνα βλέπουμε το πως βλέπει κάποιος που έχει καταρράκτη στα μάτια του. Γλαύκωμα: Δυστυχώς δηλώνει τα συμπτώματα όταν ήδη έχουν δημιουργηθεί βλάβες στο οπτικό νεύρο, αφορά το 20% των τυφλών διεθνώς και υπάρχει στις μορφές: χρόνιο, οξύ γλαύκωμα, συγγενές, παιδικό γλαύκωμα ή μετατραυματικό. Χαρακτηρίζεται και ως αμφοτερόπλευρα διότι προέρχεται από αυξημένη ενδοφθάλμια πίεση η οποία αν δεν αντιμετωπισθεί καταστρέφει σταδιακά το οπτικό νεύρο και οδηγεί σε μια τύφλωση που δεν μπορεί να ιατρευθεί. Αυτή η εξέταση είναι απαραίτητη για όλους μας σε ηλικία από 40 και πάνω και πρέπει να την επαναλαμβάνουμε κάθε χρόνο, ιδιαίτερα οι διαβητικοί, αυτοί που έχουμε μυωπία, χρήστες κορτιζόνης και αυτή που έχουμε κληρονομικό ιστορικό γλαυκώματος. Εντοπίζεται με την μέτρηση της ενδοφθάλμιας πίεσης, την βυθοσκόπηση και τον έλεγχο των οπτικών πεδίων. Αντιμετωπίζεται με κολλύρια και χειρουργικά όταν το κρίνουν απαραίτητα οι οφθαλμίατροι. Εικόνα 1.4.5: Στην αριστερή εικόνα παρατηρούμε πως το ένα μάτι της κυρίας φαίνεται λίγο μεγαλύτερο από το άλλο, αυτό μας δείχνει το πως φαίνεται το γλαύκωμα από έξω. Στην δεξιά εικόνα βλέπουμε το πως βλέπει κάποιος που έχει γλαύκωμα στα μάτια του. Διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια: Οφείλεται στην καταστροφή των τριχοειδών αγγείων του αμφιβληστροειδούς η οποία δεν συμβαίνει από την μια στιγμή στην άλλη αλλά ξεκινάει και προχωράει σιγά-σιγά. Δυστυχώς και ένα άλλο 20% των ασθενών έχουν τυφλωθεί λόγο αυτής της ασθένειας. Υπάρχει σε 2 μορφές, στην μη παραγωγική διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια όπου χαρακτηρίζεται από εξιδρώματα και αιμορραγίες στο βυθό των ασθενών. Η άλλη μορφή της είναι η παραγωγική διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια, όπου χαρακτηρίζεται από ανάπτυξη παθολογικών νεοαγγείων στον αμφιβληστροειδή και στην συνέχεια δημιουργούν αιμορραγίες στο βυθό του οφθαλμού των ασθενών. Ο εντοπισμός της δεύτερης μορφής αυτής γίνεται μέσω βυθοσκόπησης και συνιστάτε να γίνεται προληπτικός έλεγχος σε όλους τους διαβητικούς κάθε χρόνο. Η αντιμετώπιση γίνεται όταν αρχίζει να νιώθει ο ασθενείς ότι μειώνεται η όραση του και αυτό γίνεται λόγο οιδήματος της ώχρας ή λόγο ενδουαλοειδικής αιμορραγίας. Υπάρχει ωστόσο μια ειδική εξέταση η οποία Σελίδα 20

22 ονομάζεται ως φλουοροαγγειογραφία βυθών. Γιατρεύονται και οι δυο περιπτώσεις της διαβητικής αμφιβληστροειδοπάθειας με το εξής τρόπο: Με την παράλληλη ικανοποιητική ρύθμιση του διαβήτη, εντοπίζονται οι διαρροές των οιδημάτων ή της αιμορραγίας των αγγείων στους οφθαλμούς των ασθενών, φωτοπηγνύονται με ακτίνες laser. Δυστυχώς όμως το ποσοστό της επιτυχίας δεν είναι και τόσο ικανοποιητικό καθώς ανέρχεται στο 60% περίπου. Για πολύ προχωρημένες περιπτώσεις όμως υπάρχει η χειρουργική αντιμετώπιση με υαλοειδεκτομή και endolaser με ποσοστό επιτυχίας 100%. Εικόνα 1.4.6: Στην αριστερή εικόνα απεικονίζεται η Διαβητική Αμφιβληστροειδοπάθεια έτσι όπως φαίνεται με τα οφθαλμολογικά εργαλεία κατά την βυθοσκόπηση. Στην δεξιά εικόνα απεικονίζεται το πως βλέπει κάποιος όταν έχει Διαβητική Αμφιβληστροειδοπάθεια στα μάτια του. Ηλιακή εκφύλιση της ωχρής κηλίδας: Εμφανίζεται στην τρίτη ηλικία συνήθως, οδηγεί σε μείωση ή απώλεια της όρασης. Υπάρχει σε δύο μορφές σε ξηρά και υγρά μορφή. Η ξηρά μορφή δημιουργεί μείωση οπτικής οξύτητας. Ενώ η υγρή μορφή εντοπίζεται λόγο εξελισσόμενης υπαμφιβληστροειδικής νεαγγείωσης από μεγάλη μείωση της όρασης. Η αντιμετώπιση της δεύτερης μορφής αν και τα αποτελέσματα είναι απογοητευτικά γίνεται με φωτοπηξία ακτινών λέιζερ ή με φωτοδυναμική θεραπεία. Όσο πιο γρήγορα εντοπισθεί το αποτέλεσμα είναι τόσο καλύτερο. Διατίθενται επίσης και γυαλιά χαμηλής οράσεως τα οποία προσφέρουν οπτική βοήθεια. Εικόνα 1.4.7: Στην αριστερή εικόνα απεικονίζεται το πως φαίνεται η Ηλιακή εκφύλιση της ωχρής κηλίδας έτσι όπως φαίνεται με την βυθοσκόπηση. Στην δεξιά εικόνα απεικονίζεται το πως βλέπει κάποιος όταν έχει ηλιακή εκφύλιση της ωχρής κυλίδας. Αγγειακές παθήσεις του αμφιβληστροειδούς: Τέτοιου είδους παθήσεις μπορούν να εντοπιστούν στους υπερτασικούς, σε άτομα με καρδιολογικά ή αιματολογικά προβλήματα, σε διαβητικούς και στους καπνιστές σαν θρόμβωση της κεντρικής φλέβας του αμφιβληστροειδούς ή κλάδων της και σαν εμβολή της κεντρικής αρτηρίας του Σελίδα 21

23 αμφιβληστροειδούς ή κλάδων της. Αντιμετωπίζονται ανάλογα με την πάθηση με ακτίνες λέιζερ φωτοπνηξίας ή ισχαιμικές θρομβώσεις του αμφιβληστροειδούς. Εικόνα 1.4.8: Στην εικόνα απεικονίζεται το πως φαίνονται οι αγγειακές παθήσεις του αμφιβληστροειδούς έτσι όπως φαίνονται στην βυθοσκόπηση. Εκφυλιστικές παθήσεις του αμφιβληστροειδούς: Τέτοιου είδους παθήσεις προέρχονται κυρίως κληρονομικά με σταδιακή εκφύλιση των φωτοϋποδοχέων του αμφιβληστροειδή χιτώνα των οφθαλμών και σταδιακή μείωση οπτικής οξύτητας οπτικών πεδίων. Δυστυχώς, αυτού του είδους παθήσεις δεν έχουν ακόμη κάποια θεραπευτική λύση. Εικόνα 1.4.9: Στην εικόνα απεικονίζεται το πώς φαίνονται οι εκφυλιστικές παθήσεις του αμφιβληστροειδούς έτσι όπως φαίνονται στην βυθοσκόπηση. Αποκόλληση του αμφιβληστροειδούς: Δημιουργείται από περιφερειακές εκφυλιστικές αλλοιώσεις του αμφιβληστροειδούς που με την σειρά τους δημιουργούν ρωγμές ή οπές. Αντιμετωπίζονται με χειρουργικές επεμβάσεις. Συνήθως εμφανίζονται στην μέση ηλικία σε άτομα με κληρονομικό ιστορικό και σε άτομα που έχουν μυωπία. Ευτυχώς μερικές φορές η πάθηση δηλώνει κάποια σημάδια πριν να είναι πολύ αργά. Τέτοιου είδους σημάδια είναι λάμψη στον οφθαλμό ή μυγάκια τα οποία προέρχονται από αποκόλληση του υαλοειδούς. Εάν εντοπισθούν ρωγμές με βυθοσκόπηση τότε με ακτίνες λέιζερ προλαμβάνεται η αποκόλληση του αμφιβληστροειδές. Τα άτομα με μυωπία και με κληρονομικό ιστορικό συνιστάται να κάνουν προληπτικό έλεγχο κάθε χρόνο. Εικόνα : Στην αριστερή εικόνα απεικονίζεται η αποκόλληση του αμφιβληστροειδούς έτσι όπως φαίνονται με την βυθοσκόπηση. Στην δεξιά εικόνα απεικονίζεται το πως βλέπει κάποιος που έχει αποκόλληση του αμφιβληστροειδούς. Σελίδα 22

24 Διαθλαστικές ανωμαλίες: Ο προληπτικός έλεγχος πρέπει να γίνεται σε ηλικία λιγότερο των 3 έτσι ώστε να εντοπισθεί εάν υπάρχει τυχόν αμβλυωπία. Η αμβλυωπία είναι μειωμένη όραση στο ένα μάτι από συγγενή καταρράκτη, στραβισμό ή ανωμαλίες στην διαθλαστικότητα. Εάν δεν αντιμετωπισθεί έως την ηλικία των 7 τότε δημιουργεί μόνιμη βλάβη. Η ασθένεια αυτή την ακούμε και αρκετές φορές σαν τεμπέλικο μάτι. Ο τρόπος αντιμετώπισης γίνεται είτε με διορθωτικά γυαλιά όρασης είτε με την κάλυψη του υγειούς ματιού έτσι ώστε να αναγκαστεί το τεμπέλικο μάτι να δυναμώσει. Εάν υπάρχει στραβισμός που δεν διορθώνεται με γυαλιά τότε γίνεται χειρουργική επέμβαση και μέσω αυτής γίνεται η ευθυγράμμιση των οφθαλμών. Η μυωπία, η υπερμετρωπία, ο στιγματισμός, η πρεσβυωπία μετά την ηλικία των 40 αντιμετωπίζονται με γυαλιά, και στην εποχή μας πλέον και με χειρουργικές επεμβάσεις μέσω λέιζερ. Εικόνα : Στην εικόνα αριστερά απεικονίζεται το πώς είναι το φυσιολογικό μάτι. Μεσαία και αριστερά απεικονίζεται το πως αντιλαμβάνονται στις ακτίνες του φωτός (πάνω) και το πως μέσω γυαλιών γίνεται η προσπάθεια να διορθωθεί (κάτω). Εικόνα : Στην εικόνα βλέπουμε το πως φαίνεται το τεμπέλικο μάτι σε ένα παιδί.. Κερατίτιδες: Οδηγούν σε μείωση όρασης και σε λεύκωμα. Ο λόγος που δημιουργούνται είναι μολυσματικά από βακτηρίδια ή μύκητες ή από έρπητα, από κληρονομικότητα, από εγκαύματά οξέων ή αλκαλίων που απαιτούν άμεση επέμβαση σε νοσοκομείο, από τροχαία ατυχήματα. Η αντιμετώπιση τους γίνεται μέσω μίας χειρουργικής επέμβασης που ονομάζεται κερατοπλαστική. Αυτή η επέμβαση γίνεται με αφαίρεση του κερατοειδούς και αντικαθίστανται με ένα υγιή κερατοειδή κάποιου δωρητή, με λίγα λόγια διορθώνεται μέσω μεταμόσχευσης. Σελίδα 23

25 Εικόνα : Οι κερατίτιδές έτσι όπως φαίνονται πάνω σε ένα ανθρώπινο μάτι. Τραύματα: Τα εργατικά ατυχήματα, τα χημικά εγκαύματα, τα κυνηγετικά ή τα τροχαία ατυχήματα, τα παιδικά ατυχήματα με παιχνίδια ή οικιακά εργαλεία έχουν προκαλέσει τύφλωση στο 5% των τυφλών ατόμων. Το σημείο που προκαλεί έκπληξη όμως είναι ότι το 50% αυτών των τραυμάτων θα μπορούσαν να μην είχαν δημιουργηθεί εάν είχαν παρθεί σωστά μέτρα ασφαλείας. Είναι πολύ σημαντικό λοιπόν όλοι μας να τηρούμε τα συνιστάμενα μέτρα ασφαλείας των αρχών. Εικόνα : Στην εικόνα έναν από τους πολλούς τραυματισμούς που θα μπορούσε να πάθει ένας άνθρωπος στον/ς οφθαλμό/ς του. Στο παρακάτω πίνακα σύμφωνα με τον οργανισμό WHO (World Health Organization) βλέπουμε το ποσοστό της κάθε ασθένειας που αναφέραμε παραπάνω και τα ποσοστά τους ανά τα άτομα με προβλήματα όρασης και τύφλωσης στον κόσμο. Ο αριθμός των τυφλών ατόμων είναι γνωστός στις ανεπτυγμένες χώρες διότι παρέχεται βοήθεια από τα κράτη και έτσι μπορούν να γίνουν τέτοιου είδους μετρήσεις. Σε χώρες όμως που δεν είναι ανεπτυγμένες και τα κράτη δεν μπορούν να παρέχουν οικονομικές, κοινωνικές και ψυχολογικές βοήθειας δυστυχώς δεν μπορεί να γίνει η ακριβής μέτρηση τους και έτσι δίνεται ένας αριθμός των 40 εκατομμυρίων περίπου. Λέγοντας τυφλά άτομα είναι τα άτομα με έως 1/10 της όρασης του οπτικού πεδίου τους. Δεν είναι γνωστός όμως ο αριθμός των ατόμων με μερική όραση, δηλαδή άτομα με παραπάνω όραση των 1/10 του οπτικού πεδίου τους. Ωστόσο όμως η μερική όραση χαρακτηρίζεται μέσης ή βαριάς μορφής. Στην μέση μορφή η οπτική οξύτητα κυμαίνεται από 20/60 έως 20/70 ενώ στην βαριά μορφή κυμαίνεται από 1/10 έως 1/20 ή το οπτικό πεδίο είναι μικρότερο των 10 μοιρών. Βέβαια αξίζει να σημειωθεί πως το νομικό πλαίσιο κάθε Σελίδα 24

26 χώρας για την τυφλότητα είναι διαφορετικό, η κάθε χώρα ορίζει τα δικά της όρια. Σε παγκόσμιο επίπεδο όμως χαμηλή όραση είναι το επίπεδο όρασης με το οποίο ο ασθενής δυσκολεύεται να δει για να εκτελέσει διάφορες συνηθισμένες εργασίες της καθημερινής ζωής και που τα γυαλιά ή οι φακοί επαφής ή ενδοφακοί δεν μπορούν να τον βοηθήσουν. Πίνακας 1.4.1: Ταξινόμηση ατόμων με προβλήματα όρασης ή τύφλωσης στον κόσμο ανάλογα με την ασθένεια κατά τον οργανισμό WHO-World Health Organization. Συνοπτικά η οπτική ανεπάρκεια μπορεί να είναι συνδεδεμένη μόνο με την οπτική λειτουργία ή μπορεί να συνδέεται με την αντίδραση του ατόμου στην ανεπάρκεια αυτήν (ψυχολογικά, κοινωνικά κ.τ.λ.) Στην σημερινή εποχή ευτυχώς λόγο τεχνολογικών εξελίξεων γίνονται προηγμένες διαγνώσεις και χάρη στην τεχνολογία πολλά άτομα από τελείως τύφλωση κατατάσσονται στην κατηγορία μειωμένης όρασης. Τα άτομα μειωμένης όρασης όμως δεν σημαίνει πως δεν χρειάζονται κάποια βοήθεια. Ας ελπίσουμε λοιπόν στο ότι θα υπάρξει εποχή στην ανθρωπότητα όπου δεν θα υπάρχουν άτομα με προβλήματα όρασης ή τύφλωσης. Σελίδα 25

27 Κεφάλαιο 2 ο Η μερική ή ολική απώλεια όρασης επηρεάζει σίγουρα την ψυχολογία του ασθενή. Το πρόβλημα εντοπίζεται περισσότερο σε αυτούς που έχουν χάσει πρόσφατα την όραση τους και λιγότερο σε αυτούς που ήταν εκ γενετής τυφλοί ή με προβλήματα όρασης καθώς αυτοί δεν γνωρίζουν πολύ καλά το αγαθό το οποίο έχασαν. Το πόσο όμως αποδέχεται το πρόβλημα όρασης επηρεάζεται από το πόσο γνωρίζει τις ανάγκες σε αυτόν τον τομέα. Όταν κάποιος αναγνωρίζει πως κάποιος μπορεί να έχει προβλήματα όρασης, γνωρίζει την δική του οφθαλμολογική κατάσταση, είναι σε θέση να εξηγεί σε αυτούς που βρίσκονται στο περιβάλλον του για το πρόβλημα του, να καταλαβαίνει την λειτουργία της όρασης, να γνωρίζει και να αποδέχεται τους περιορισμούς του προβλήματος της όρασης, να αποδέχεται τα βοηθήματα μειωμένης όρασης τα οποία βοηθούν στην βελτίωση οπτικών ικανοτήτων, να χρησιμοποιεί τα βοηθήματα αυτά, να αντιλαμβάνεται ότι μπορεί να χρησιμοποιεί ειδικά βοηθήματα σύλληψης πληροφοριών και να έχει γνώση πως τα μάτια του θα χρειάζονται ειδική φροντίδα με φάρμακα, αξιολογήσεις όρασης κ.τ.λ. Τότε μπορεί να αποδεχθεί και να προσαρμοστεί πολύ πιο εύκολα στην νέα φυσική κατάσταση του και στο νέο τρόπο της ζωής του. Με τις παραπάνω αποδοχές το άτομο με προβλήματα όρασης αντιμετωπίζει έτσι διαφορετικά την ψυχολογία του και δεν αφήνει τον εαυτό του να επηρεαστεί πολύ εύκολα κοινωνικά. Είναι αρκετά ξακουστό πως κάποιος που δεν έχει όραση, έχει μια άλλη δυνατή αίσθηση σε σχέση με τους φυσιολογικούς ανθρώπους. Τέτοιου είδους αισθήσεις και κινήσεις πρέπει να τις αναπτύξει υποχρεωτικά για να μπορεί να επιβιώνει. Ένα πρόβλημα όρασης μπορεί να επηρεάσει τις κινητικές ικανότητες του ατόμου με προβλήματα όρασης όμως μπορεί να δυναμώσει τις ικανότητες κατάλληλης θέσης του σώματος, ισορροπίας, δύναμης και κίνησης του ατόμου. Τα άτομα αυτά πρέπει να αποκτήσουν ειδικές αισθητηριακές και κινητικές ικανότητες. Για αυτούς τους τομείς τα άτομα πρέπει να εκπαιδευτούν στο να ελέγχουν το κεφάλι, τα άκρα και το σώμα τους σωστά για να μπορούν να κινούνται σωστά και για να κάνουν σωστά εξερεύνηση πληροφοριών. Επίσης τα άτομα με προβλήματα όρασης πρέπει να μάθουν πως να κάθονται, πως να στέκονται όρθια και να περπατάνε με αυτονομία. Πρέπει να αναπτύξουν ικανότητα ισορροπίας ενώ στέκονται ακίνητοι και ενώ βρίσκονται σε κίνηση. Να περπατούν και να ψάχνουν για συγκεκριμένα αντικείμενα, να χειρίζονται σκάλες, λακκούβες, να ανοίγουν και να κλείνουν τις πόρτες, να τραβούν και να σπρώχνουν αντικείμενα. Πρέπει επίσης να αναπτύξουν ικανότητες και να βελτιώσουν τις κινήσεις τους έτσι ώστε να πιάνουν αντικείμενα διάφορων μεγεθών και σχημάτων και αν χρειαστεί να μπορούν να τηλεφωνούν. Η καθημερινότητα τους θα επηρεασθεί σίγουρα, οπότε πρέπει να αναπτύξουν κατάλληλα τους μυς τους για να μπορούν να κάνουν καθημερινές δραστηριότητές με ασφάλεια και απόδοση. Η δύναμη και η αντοχή είναι απαραίτητα συστατικά για όλα αυτά καθώς θα χρειάζεται να κάνει κινήσεις ρουτίνας. Οι ασκήσεις φυσικής κατάστασης και ασκήσεις καθημερινότητας θα βοηθήσουν πολύ στην απόκτηση αυτής της δύναμης. Πρέπει να μάθει να αναγνωρίζει, να ξεχωρίζει, να χρησιμοποιεί, διαφορετικά αντικείμενα και υφές με την αφή και το κάτω μέρος των ποδιών του. Να μάθει να εντοπίζει συνεχής και διακεκομμένες ακουστικές πηγές σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους. Και τέλος πρέπει να μάθει να αναγνωρίζει, να εντοπίζει, να ξεχωρίζει και να χρησιμοποιεί πηγές κιναισθησίας και ιδιοδεκτικότητας σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους, όπως διαφορές στην θερμοκρασία και στον αέρα, διαφορές στο ύψος και την κλίση του δαπέδου, διαφορές στις οσμές σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους. Σελίδα 26

28 Οι ανάγκες των ατόμων με προβλήματα όρασης στην κινητικότητα και στον προσανατολισμό κυρίως απαιτούν ειδικές δεξιότητες σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Χρειάζονται ειδικές δεξιότητες για να κατανοήσουν και να προσανατολιστούν και να μετακινηθούν ανεξάρτητα και με ασφάλεια σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Οι δημόσιοι χώροι ειδικά, πρέπει να μπορούν να δίνουν την ίδια άνεση που παρέχεται σε ανθρώπους χωρίς προβλήματα όρασης και σε άτομα με προβλήματα όρασης. Η ελεύθερη κίνηση των ατόμων αυτών μετράει πολύ για την ψυχολογία τους και το να νιώθουν πως και αυτοί είναι ενταγμένοι στην ίδια κοινωνία με τους ανθρώπους χωρίς προβλήματα όρασης. Οι δεξιότητες που θα χρειαστεί να αναπτύξουν οι άνθρωποι με προβλήματα όρασης θα τους εξασφαλίσουν να περιηγούνται με ασφάλεια μέσα στο περιβάλλον τους. Στην σημερινή εποχή υπάρχουν διάφορα είδη τεχνολογιών που βοηθάνε στην επικοινωνία, στον προσανατολισμό και στην κινητικότητα, στην εξερεύνηση χώρων και πληροφοριών. Οι ειδικοί άνθρωποι (οφθαλμίατροι κ.τ.λ.) μπορούν να βοηθήσουν στην επιλογή της καλύτερης τεχνολογίας η οποία αρμόζει και καλύπτει στο μέγιστο τις ανάγκες του ατόμου με προβλήματα όρασης. Για να μπορεί να χρησιμοποιήσει και να αξιοποιήσει στο μέγιστο την τεχνολογία που είναι διαθέσιμη θα πρέπει και το άτομο να προετοιμάσει την αντίληψη του, τον εαυτό του και το σώμα του για αυτό. Συγκεκριμένα: Θα χρειαστεί να αναπτύξει σωστή αντίληψη για το σώμα του, για τα συχνότερα υλικά που υπάρχουν στο περιβάλλον (τσιμέντο, ξύλο, χορτάρι, λάσπη, δέντρα, πεζοδρόμια, λακκούβες, δρόμοι κ.τ.λ.). Θα πρέπει να έχει την αίσθηση του χώρου (κοντά, μακριά, ψηλά, χαμηλά, μπροστά, πίσω, πλάγια), να καταλαβαίνει κατευθύνσεις (βόρεια, νότια, ανατολικά και δυτικά) και να καταλαβαίνει τον έλεγχο της κίνησης (αργά, γρήγορα κ.τ.λ.). Πρέπει πάντα να γνωρίζει το που βρίσκεται το σπίτι και πρέπει να μπορεί να πηγαίνει μόνος του σε αυτό. Πρέπει να μάθουν τις κατάλληλες προσαρμοσμένες τεχνικές ιχνηλασίας, προστασίας και εντοπισμού αντικειμένων έτσι ώστε να μπορούν αυτόνομα να κινούνται και να προσανατολίζονται. Πρέπει να τους μάθει κάποιος στις αρχές, πώς να χρησιμοποιούν μόνοι τους τον οδηγό προσανατολισμό και τον οδηγό λήψης πληροφοριών. Για να μπορούν από μόνοι τους να παίρνουν πληροφορίες από το περιβάλλον, να ανεβαίνουν και να κατεβαίνουν τις σκάλες μόνοι τους, να ανεβαίνουν σε ασανσέρ και κυλιόμενες σκάλες και να διατηρούν ισορροπία όταν συνοδεύονται από κάποιον με κανονική όραση. Αν το άτομο βλέπει μερικώς να χρησιμοποιεί την όραση που έχει στον μέγιστο δυνατό βαθμό. Να μάθουν να χρησιμοποιούν σωστά το λευκό μπαστούνι και τις τεχνικές του. Να μάθει δηλαδή την σωστή θέση πιασίματος του μπαστουνιού, την τεχνική του αγγίγματος, την τεχνική για χρήση σε κλειστούς χώρους, την σωστή χρήση του σε σκάλες και πόρτες και να μάθουν πως με το μπαστούνι μπορούν να βρίσκουν αντικείμενα που τους πέφτουν από τα χέρια τους. Σελίδα 27

29 Να μάθουν να μετακινούνται μόνοι τους σε κατοικημένες και μη κατοικημένες περιοχές. Στις κατοικημένες να εντοπίζουν το πεζοδρόμιο και να κινούνται πάνω σε αυτό. Να εντοπίζουν ράγες να ακολουθούνε αυτές. Σε σταυροδρόμι πρέπει να μάθουν να το διαπερνούνε και να παίρνουν κατεύθυνση. Πρέπει να μάθουν να διασχίζουν δρόμους σε κατοικημένες περιοχές και να χρησιμοποιούν πολύ καλά την όσφρηση και τη ακοή τους για να μπορούν να παίρνουν ερεθίσματα για να κατευθύνονται σωστά. Θα πρέπει να μάθουν περίπου που βρίσκονται διάφορα καταστήματα και σημεία παροχής υπηρεσιών. Θα πρέπει να είναι σε θέση να γνωρίζουν και να ξεχωρίζουν τις μεγάλες περιοχές αλλά και τις μικρές περιοχές. Έτσι ώστε να μπορούν με άνεση να διατηρούν και να επανακτούν την γραμμή της πορείας τους. Να μπορούν να κινούνται με ασφάλεια στις περιοχές γιατί η καθεμιά τους προσφέρει μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα. Να μπορούν να έχουν κατάλληλη δημόσια συμπεριφορά δηλαδή, να ξέρουν ότι η περιοχή στην οποία βρίσκονται κυκλοφορούν και άλλοι άνθρωποι έτσι ώστε να αναζητούν αλληλοεπιδρούν με τους υπόλοιπους ανθρώπους και να ζητήσουν βοήθεια από αυτούς αν χρειαστεί. Να γνωρίζουν από διευθύνσεις για να μπορούν να προσανατολιστούν. Να έχουν μαζί τους ταυτότητα τους και χρήματα, να γνωρίζουν με ποιον θα επικοινωνήσουν σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης ή αν χαθούν. Να μάθουν να εντοπίζουν συγκεκριμένες περιοχές, να κινούνται με ασφάλεια σε νέα καταστήματα προϊόντων και υπηρεσιών. Έτσι ώστε να μπορούν να ανακαλύπτουν νέα προϊόντα και υπηρεσίες και να κάνουν τις συναλλαγές τους με άνεση. Να ξέρουν τα διαθέσιμα μέσα μαζικής μεταφοράς στις περιοχές τους και να μάθουν πως ακριβώς θα μπορούν να τα χρησιμοποιήσουν. Θα πρέπει να μπορούν να χρησιμοποιούν το τηλέφωνό τους για να παίρνουν πληροφορίες για συγκεκριμένες τοποθεσίες, καταστήματα, προϊόντα και υπηρεσίες. Ύστερα αυτό θα πρέπει να αναπτύξουν δικιά τους τεχνική για την καταγραφή των πληροφοριών αυτών. Σε καθημερινούς προορισμούς, σε τυχόν απρόσμενες αλλαγές πάνω στο προορισμό τους (όπως δημόσια έργα κ.τ.λ.) θα πρέπει να είναι σε θέση να αντιμετωπίζουν ψύχραιμα τις αλλαγές και να μπορούν να έχουν μια εναλλακτική λύση. Θα πρέπει να μετακινούνται πάντα με ασφάλεια στα καθημερινά καθήκοντα που απαιτούνται για την επιβίωση τους. Η κινητικότητα τους πρέπει να είναι προσαρμοστική έτσι ώστε να μπορούν να κάνουν παράλληλη χρήση σε σχέση με το βοήθημα της κινητικότητας. Δηλαδή παράλληλα με το λευκό μπαστούνι για παράδειγμα, θα πρέπει να είναι σε θέση να χρησιμοποιήσει κάτι ή να κουβαλήσει κάτι με το άλλο του χέρι. Σελίδα 28

30 Όσο είναι εύκολο να χρησιμοποιούν συγκεκριμένες περιοχές για να καλύψουν τις ανάγκες τους. Σε αυτές τις συγκεκριμένες περιοχές επίσης θα πρέπει να ξέρουν και εναλλακτικούς τρόπους. Στις ανάγκες καθημερινής ζωής πρέπει να μάθουν να εκτελούν καθήκοντα προσωπικής υγιεινής. Να εκτελούν καθήκοντα ένδυσης, να φροντίζουν τα ρούχα τους, να εκτελούν καθήκοντα οικοκυρικής, να ετοιμάζουν μόνοι τους το φαγητό τους, να μάθουν να τρώνε με το σωστό τρόπο (να εντοπίζει την θέση του πιάτου, του κουταλιού, του πιρουνιού κ.τ.λ.), να διαχειρίζονται σωστά τα χρήματα τους, να χρησιμοποιούν τις τηλεπικοινωνίες, να εξασκούν δεξιότητες γραπτής επικοινωνίας, να αντιλαμβάνονται τις χρονικές αλλαγές και να μπορούν να οργανώνονται συστηματικά ως προς τις δραστηριότητες τους - το χρόνο τους και τα προσωπικά τους αντικείμενα. Σε αυτό το κεφάλαιο λοιπόν θα δούμε πως τα άτομα με προβλήματα όρασης ή τύφλωσης χρησιμοποιούν και αξιοποιούν την κάθε τεχνολογία που έχει κυκλοφορήσει στην καθημερινότητα μας σήμερα ειδικά προσαρμοσμένη για αυτούς. Θα δούμε λοιπόν κατά πόσο έχει βοηθήσει ή βοηθάει η τεχνολογία και τα απλά αντικείμενα ή υπηρεσίες την καθημερινότητα τους σήμερα. Χωρίσαμε σε κάποιες κατηγορίες όλα τα ευρήματα έτσι ώστε να είναι πιο διευκρινιστικά και πιο κατανοητά. 2.1 Επικοινωνία Σύστημα Μπράιγ (Braille) Ο κώδικας Μπράιγ είναι το σύστημα το οποίο έχει βρεθεί από τον Louis Braille και αποτελεί το σύστημα γραφής και ανάγνωσης των τυφλών ατόμων. O Louis είχε τυφλωθεί σε μικρή ηλικία και το σύστημα που υπήρχε τότε ήταν δύσχρηστο καθώς οι χαρακτήρες ήταν πολλοί χοντροί. Έτσι αποφάσισε να ψάξει και να βρει ένα σύστημα το οποίο θα ήταν πιο χρήσιμο για τους τυφλούς, εξάλλου δεν θα μπορούσε να τους καταλάβει καλύτερα κάποιος από τον ίδιο το εαυτό του. Το έργου του, του πήρε 5 χρόνια για να έρθει στην τελική μορφή αλλά τα κατάφερε και εφαρμόζεται ακόμα και σήμερα. Το αλφάβητο που έφτιαξε ο Louis είναι ανάγλυφες κουκίδες που με διάφορους συνδυασμούς αποδίδουν κείμενο. Για την τύπωση του κειμένου υπάρχει η ειδική μηχανή BRAILLE ενώ η ανάγνωση γίνεται αποκλειστικά απτικά. Δηλαδή ο αναγνώστης χρησιμοποιεί τα δάχτυλα του. Τοποθετεί τα δάχτυλα του πάνω από το κείμενο και με τις κουκίδες που εξέχουν προσπαθεί να βγάλει το κείμενο. Το αλφάβητο το Μπράιγ έχει προσαρμοστεί και έχει εκδοθεί για όλες τις γλώσσες. Δηλαδή για τα λατινικά γράμματα υπάρχουν διαφορετικοί συνδυασμοί κουκκίδων ενώ για τα ελληνικά γράμματα υπάρχουν διαφορετικοί συνδυασμοί κουκκίδων. Παρακάτω βλέπουμε πως είναι τα λατινικά γράμματα στο αλφάβητου του συστήματος Μπράιγ: Σελίδα 29

31 Εικόνα 2.1.1: Το σύστημα Μπράιγ του Louis Braille σε λατινικά γράμματα Κινητό τηλέφωνο για τυφλούς. Η σημερινή εποχή την οποία διαπερνάμε είναι σίγουρα η εποχή της επικοινωνίας και του ίντερνετ. Σύμφωνα με τον όμιλο Ericsson (Mobility Report, 2016, Ericsson), σήμερα υπάρχουν 2.6 δισεκατομμύρια χρήστες κινητών τηλεφώνων και πολύ σύντομα έως το 2020 αναμένεται αυτός ο αριθμός των χρηστών να ανέβει στα 6.1 δισεκατομμύρια. Τα στατιστικά δεδομένα αυτά έχουν συγκεντρωθεί από 100 χώρες. Στην επίσημη αναφορά αυτή επίσης υπάρχουν και άλλα στατιστικά στοιχεία τα οποία έχουν μεγάλο ενδιαφέρον. Αναμένεται λοιπόν έως το 2020 οι συνδρομητές κινητής τηλεφωνίας να ανέβουν στα 9.2 δισεκατομμύρια και η αιτία είναι ότι το 70% των χρηστών συνδέονται στο ίντερνετ από το κινητό τηλέφωνο τους, ενώ συνολικά οι έξυπνες κινητές συσκευές (κινητά τηλέφωνα, tablets και συσκευές ψυχαγωγίας) αναμένεται να ανέβουν στα 26 δισεκατομμύρια. Ο λόγος που θα ανέβουν τόσο πολύ τα στατιστικά στοιχεία είναι ότι οι υπηρεσίες Internet of the Things και Μ2Μ αναπτύσσονται όλο και κάθε μέρα και κάνουν την ζωή των χρηστών όλο και πιο εύκολη. Η υπηρεσία Internet of the Things είναι υπηρεσία όπου επιτρέπεται και καθιστά δυνατό να συνδέονται διάφορα αντικείμενα, συσκευές, αυτοκίνητα ακόμα και κτήρια στο παγκόσμιο διαδίκτυο. Με αυτό το τρόπο ο χρήστης μπορεί να συλλέγει διάφορα δεδομένα από αυτά, να παρεμβαίνει σε αυτά ακόμα και να διαχειρίζεται εξ αποστάσεως. Οι συσκευές συνδέονται σε αυτά με κάποια συσκευή (router) στο παγκόσμια διαδίκτυο, ο χρήστης επίσης συνδέεται από κάποια συσκευή στο παγκόσμιο διαδίκτυο και έτσι χωρίς να έχει σημασία η τοποθεσία του χρήστη μπορεί να κάνει τıς παραπάνω ενέργειες που αναφέραμε. Η υπηρεσία Μ2Μ (Machine to Machine) αντίστοιχα είναι μια υπηρεσία η οποία επιτρέπει σε συσκευές να συνδέονται μεταξύ τους ενσύρματα ή ασύρματα και να ανταλλάσσουν δεδομένα μεταξύ τους. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιεί συνήθως αισθητήρες για να συλλέγει δεδομένα από το περιβάλλον που βρίσκεται ή δεδομένα από το περιβάλλον του χρήστη. Στην συνέχεια συνδέεται με κάποια άλλη συσκευή ή συσκευές για να επέμβουν στο περιβάλλον του χρήστη Σελίδα 30

32 έτσι ώστε να επαναφέρουν τα δεδομένα που συλλέγουν από τους αισθητήρες στην φυσιολογική τους κατάσταση. Στην εποχή που ζούμε λοιπόν οι κατασκευαστές έπρεπε να βρούνε έναν τρόπο για να μπορούνε να αξιοποιήσουνε την τεχνολογία επικοινωνίας εξ αποστάσεως και τα άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα. Ήδη από τα πρώτα κινητά τηλέφωνα κιόλας είχαν προσθέσει κάποια έξτρα δυνατότητες για άτομα με ειδικές ανάγκες. Πολύ χαρακτηριστική δυνατότητα είναι το SMS (Short Message Service Υπηρεσία Σύντομων Μηνυμάτων), όπου αυτή η υπηρεσία δημιουργήθηκε για άτομα με προβλήματα ακοής. Βέβαια αυτή η υπηρεσία αγαπήθηκε περισσότερο από όλους τους υπόλοιπους χρήστες κινητών τηλεφώνων. Στις επόμενες συσκευές κυρίως οπό τότε που πρωτοεμφανίστηκαν τα έξυπνα κινητά τηλέφωνα προστέθηκαν υπηρεσίες και για τα άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα. Η πιο διαδεδομένη υπηρεσία είναι η υπηρεσία Talk Back όπου οι χρήστες όταν χρησιμοποιούνε το κινητό τηλέφωνο, αυτό εκφωνεί το μενού που βρίσκεται ο χρήστης και στην συνέχεια ο χρήστης πρέπει να ακουμπήσει δυο φορές (double tap) το δάχτυλο του για να εισέλθει στο μενού. Η εκφώνηση γίνεται είτε από το ενσωματωμένο ηχείο που διαθέτει το έξυπνο κινητό τηλέφωνο είτε εάν ο χρήστης έχει συνδέσει ακουστικά ο ήχος και οι οδηγίες εκφωνούνται μέσω ακουστικών. Το θέμα σε αυτή την λειτουργία είναι ότι δεν είναι και τόσο χρήσιμη διότι ο χρήστης χάνεται πάρα πολύ εύκολα στο μενού και πολλές φορές ενώ θέλει να επιλέξει κάποιο συγκεκριμένο μενού επιλέγει κάτι διαφορετικό και πρέπει να επαναλαμβάνει ξανά τα βήματα διπλής απτικής αφής για επιστροφή με την ελπίδα ότι δεν θα ξανακάνει κάποιο λάθος. Πέρα από αυτά τα προβλήματα ούτε η συσκευή αλλά ούτε το λογισμικό ή η βασικές εφαρμογές (τηλεφωνικός κατάλογος, εφαρμογή μηνυμάτων, εφαρμογή κλήσεων, ρυθμίσεις κ.τ.λ.) δεν είναι ειδικά προσαρμοσμένα για τέτοιου είδους χρήστες. Το 2012 η εταιρεία OwnFone κυκλοφόρησε το πρώτο κινητό τηλέφωνο με σύστημα χαρακτήρων Braille. Πέρα από το σύστημα χαρακτήρων ήταν και το πρώτο κινητό τηλέφωνο που είχαν παραχθεί κάποια κομμάτια του με την τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης και μέσω αυτής της τεχνολογίας το κόστος της παραγωγής ήταν αρκετά χαμηλό. Η συσκευή είναι σχεδιασμένη για να παρέχει άμεση τηλεφωνική κλίση Εικόνα 2.1.2: Τα OwnFone. σε έως 4 άτομα. Η συσκευή δεν έχει οθόνη αλλά έξι κουμπιά με χαρακτήρες Μπράιγ. Τα κουμπιά αυτά μπορούν να προσαρμοστούν και να αποθηκευτεί οποιαδήποτε επαφή επιθυμεί ο χρήστης. Σελίδα 31

33 Ύστερα από την επιτυχία της συσκευής αυτής η ίδια εταιρεία κυκλοφόρησε την ίδια συσκευή ειδικά τροποποιημένη για παιδιά. Τους χαρακτήρες Μπράιγ τους αντικατέστησε με λατινικούς χαρακτήρες και πάνω έγραφε το ονόματα των 4 επαφών αυτών. Όπως και το τηλέφωνο για τυφλά άτομα έτσι και αυτό το τηλέφωνο πέρα από τις 4 επαφές διαθέτει κουμπιά έντασης ήχου, απάντησης και τερματισμού κλήσεων. Το τηλέφωνο επίσης συνοδεύεται και με ένα κορδόνι για να μπορεί ο χρήστης να το έχει κρεμασμένο από το λαιμό του. Και τα δύο κινητά τηλέφωνο δουλεύουν με κανονική κάρτα SIM. Εικόνα 2.1.3: Τα OwnFone πάνω σε ένα παιδί. Το 2014 η OwnFone έκανε άλλη μια καινοτομία και κατασκεύασε τα ίδια τηλέφωνα ειδικά τροποποιημένα για τυφλούς, για παιδιά, για ηλικιωμένους, για αυτούς που ζούνε με άνοια, για αυτούς που έχουν ζήσει εγκεφαλικά επεισόδια, για άτομα με προβλήματα όρασης και για άτομα που έχουνε δυσκολίες στην εκμάθηση και όλα αυτά τα τηλέφωνα κατασκευασμένα με την τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης. Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι αυτή που προσφέρει τόσες πολλές εναλλακτικές λύσεις και τροποποιήσεις στα τηλέφωνα αυτά. Το κινητό τηλέφωνο αυτό έκανε: Πιο εύκολο το πάτημα και την άμεση κλήση των επαφών. Οι χρήστες μπορούσαν να ενσωματώσουν 2, 4, 8 ή 12 επαφές πλέον. Λόγο της διαδικασίας της παραγωγής το τηλέφωνο έγινε ακόμα πιο ελαφρύ. Από την στιγμή που θα το παραγγείλει ο χρήστης φτάνει στο χώρο σε 5 ημέρες και από την στιγμή που θα το παραλάβει δεν χρειάζεται καμία ενέργεια να κάνει, δηλαδή είναι έτοιμο για χρήση. Το νέο τηλέφωνο είχε ενσωματωμένη την κάρτα sim αλλά μέσω της υποστήριξης που παρέχουν μπορεί να αλλάξει εταιρείες κινητής τηλεφωνίας ακόμα και να μπει σε προγράμματα ομιλίας. Το κινητό πλέον προσφέρει σχέδια και χρώματα έτσι όπως το επιθυμεί ο χρήστης. Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας είναι 3 ημέρες. Η διάρκεια φόρτισης της μπαταρίας είναι 3 ώρες. Παρέχεται 24-ωρη τηλεφωνική υποστήριξη από την OwnFone. Και τέλος η τιμή της συσκευής στην αγορά είναι μόλις 60 αγγλικές λίρες ή με την σημερινή ισοτιμία 77,27. Παρακάτω βλέπουμε τα τηλέφωνα που είναι διαθέσιμα στην αγορά και κυκλοφορούν σε διάφορα σχέδια, χρώματα, ταξινομήσεις επαφών, είδη προβολής επαφών και αριθμό επαφών (2,4,8, ή 12): Σελίδα 32

34 Εικόνα 2.1.4: Κινητά τηλέφωνα της OwnFone ειδικά τροποποιημένα για παιδιά. Εικόνα 2.1.5: Κινητά τηλέφωνα της OwnFone ειδικά τροποποιημένα για άτομα με άνοια. Εικόνα 2.1.6: Κινητά τηλέφωνα της OwnFone ειδικά τροποποιημένα για ηλικιωμένους, για άτομα με εγκεφαλικά επεισόδια και για άτομα που έχουν προβλήματα στην εκμάθηση. Εικόνα 2.1.7: Κινητά τηλέφωνα της OwnFone για άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα. Σελίδα 33

35 2.1.3 Εφαρμογές υποστήριξης τυφλών και ατόμων με προβλήματα όρασης σε κινητά τηλέφωνα. Πέρα από τα ειδικά κινητά τηλέφωνα που κυκλοφορούν στην αγορά από διάφορους κατασκευαστές, υπάρχουν διαθέσιμες και διάφορες εφαρμογές που κάνουν όλα τα έξυπνα κινητά τηλέφωνα να είναι λειτουργικά και για άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα. Αυτές οι εφαρμογές υποστηρίζονται από τα πιο γνωστά και διαδεδομένα λειτουργικά συστήματα (ios, Android, Windows phone) των κινητών τηλεφώνων που χρησιμοποιούνται από τους ανθρώπους και ανέρχεται σε ποσοστό 88,4%. Υπάρχουν διάφορες εφαρμογές που αλλάζουν τελείως το τρόπο χρήσης του κινητού τηλεφώνου ακόμα και τα ίδια τα λειτουργικά προσφέρουν τέτοιου είδους λειτουργίες αλλά η πιο διαδεδομένη εφαρμογή είναι η RAY APP. Αναπτύχθηκε με την υποστήριξη των εταιρειών Qualcomm, Microsoft και C net και ολόκληρη η έρευνα ονομάστηκε Project RAY. Η εφαρμογή αυτή έχει θέσει στόχο να ωθήσει στην ανεξαρτητοποίηση των ατόμων με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα από την χρήση του κινητού τηλεφώνου. Δίνει την δυνατότητα στον χρήστη να χρησιμοποιεί το κινητό χωρίς να παίρνει την βοήθεια κάποιου, αλλά χρησιμοποιώντας τα μέσα που ήδη έχει το κινητό τηλέφωνο. Χρησιμοποιεί το ηχείο ή αν έχει τοποθετημένα ακουστικά, τα ακουστικά του χρήστη για ακουστική ανάδραση και την δόνηση για απτική ανάδραση. Οι σχεδιαστές έχουν δώσει ειδική βαρύτητα στο να μάθει πολύ εύκολα ο χρήστης να την χρησιμοποιεί. Η εφαρμογή από την στιγμή που εγκαθίσταται στο κινητό τηλέφωνο αλλάζει τελείως την εμφάνιση του κινητού τηλεφώνου και ζητάει φωνητικά να τοποθετήσει το δάχτυλο του στο κέντρο της οθόνης αφής του κινητού τηλεφώνου. Στην συνέχεια του ζητάει να κάνει κύκλους πάνω στην οθόνη και ανάλογα την θέση του δάχτυλου του, εκφωνεί το μενού και στο μενού που θέλει να μπει ο χρήστης απλά αφήνει το δάχτυλο του. Στη συνέχεια έχει υπό-μενού όπου ο χρήστης με το ίδιο τρόπο μπαίνει σε διάφορες λειτουργίες. Για παράδειγμα αν ο χρήστης θέλει να πάρει τηλέφωνο: τοποθετεί το δάχτυλο του στο κέντρο της οθόνης και αρχίζει να κάνει κύκλο με το δάχτυλο του μέχρι να του εκφωνηθεί η λειτουργία κλήσεων, αφήνει το δάχτυλο του για να μπει στο μενού. Στη συνέχεια έχει υπό μενού με επαφές, πληκτρολόγιο, τελευταίες κλήσεις, αγαπημένες επαφές, επαφές, αναπάντητες κλήσεις και επιστροφή. Έστω ο χρήστης επιλέγει να πληκτρολογήσει: Ανοίγει το πληκτρολόγια και πληκτρολογεί το αριθμό και στην συνέχεια καλεί το αριθμό που έχει πληκτρολογήσει. Ή έστω ο χρήστης επιλέγει να καλέσει από τις αποθηκευμένες επαφές: τότε ανοίγει η λίστα επαφών και εκφωνείτε το πρώτο όνομα ο χρήστης σέρνει το δάχτυλο του προς τα κάτω και έτσι εκφωνούνται και άλλες επαφές. Αυτό συνεχίζει μέχρι να βρει την επαφή που επιθυμεί να καλέσει. Όταν βρει την επαφή που ψάχνει σέρνει το δάχτυλο του προς τα επάνω και γίνεται η κλίση της επαφής. Σελίδα 34

36 Εικόνα 2.1.8: Το βασικό μενού της εφαρμογής RAY APP. Η εταιρεία επίσης πέρα από την εφαρμογή έχει συνεργαστεί με παραγωγούς κινητών τηλεφώνων και πλέον κυκλοφορούν δύο κινητά τηλέφωνα (Ray N5 και Ray G1) και ένα έξυπνο ρολόι χειρός (Ray M360) το οποίο λειτουργεί συνοδευτικά συνδεδεμένα με έξυπνο κινητό τηλέφωνο. Η συσκευή Ray N5 που έχει κατασκευαστεί σε πλατφόρμα της Google Nexus 5 δίνει την δυνατότητα εναλλαγής από λειτουργικό σύστημα ANDROID σε λειτουργικό σύστημα RAY. Έτσι ο χρήστης μπορεί να χρησιμοποιεί την κάθε πλατφόρμα ξεχωριστά και να κάνει τις εναλλαγές όποτε επιθυμεί. Η συσκευή παρέχοντας 2 λειτουργικά συστήματα απευθύνεται περισσότερο στα μερικώς βλέποντα άτομα. Ενώ η τιμή της συσκευής ανέρχεται στα 699 δολάρια ή με την σημερινή ισοτιμία σε 626. Η συσκευή Ray G1 παράγεται σε συνεργασία με την εταιρεία παραγωγής κινητών τηλεφώνων HUAWEI και συγκεκριμένα είναι το μοντέλο HUAWEI 510. Αυτή η συσκευή αντίθετα με την προηγούμενη διαθέτει μόνο λειτουργικό σύστημα RAY και απευθύνεται περισσότερο στους τυφλούς χρήστες. Ενώ η τιμή της ανέρχεται στα 599 δολάρια ή με την σημερινή ισοτιμία σε 537. Το έξυπνο ρολόι χειρός RAY M360 που διατίθεται λειτουργεί σε συνεργασία με το έξυπνο κινητό τηλέφωνο που έχει ο χρήστης. Το έξυπνο ρολόι συνδέετε με την τεχνολογία Bluetooth με το έξυπνο κινητό τηλέφωνο και μεταδίδει δεδομένα από το κινητό στο ρολόι. Ο χρήστης μπορεί να απαντάει στις κλήσεις που δέχεται μέσω του ρολογιού και να κάνει επίσης ότι θα έκανε στο κινητό του τηλέφωνο χρησιμοποιώντας μόνο το ρολόι. Το έξυπνο ρολόι επίσης έχει μετρητή βημάτων και μετρητή καρδιακών παλμών όπως και όλα σχεδόν τα έξυπνα ρολόγια που κυκλοφορούν σήμερα στην αγορά. Το έξυπνο ρολόι διατίθεται στην αγορά στην τιμή των 350 δολαρίων ή στην σημερινή ισοτιμία στα 315. Και οι τρεις συσκευές υποστηρίζουν λειτουργίες: Χρήση των συσκευών χωρίς να χρησιμοποιεί τα μάτια του ο χρήστης. Τεχνική υποστήριξη και υποστήριξη χρήσης των συσκευών από το τμήμα υποστήριξης των συσκευών. Αναγνώριση και ύστερα εκφώνηση αντικειμένων με ετικέτα NFC (Near Field Communication Επικοινωνία Κοντινού Πεδίο. Η οποία είναι μια τεχνολογία συνδεσιμότητας μικρής εμβέλειας και μεταφέρει δεδομένα από μια συσκευή σε μια Σελίδα 35

37 άλλη) όπου αυτές οι ετικέτες υπάρχουν τοποθετημένες πάνω στα προϊόντα είτε από τους παραγωγούς είτε από τους κατασκευαστές των προϊόντων. Έχουν εγκατεστημένα εφαρμογή media center όπου ο χρήστης μπορεί να ακούει μουσική, να βλέπει φωτογραφίες και βίντεο (οι φωτογραφίες και τα βίντεο είναι για τους μερικούς βλέποντες). Υπάρχει εγκατεστημένα επίσης εφαρμογή πλοήγησης και πρόσβαση σε όλους τους χάρτες του κόσμου. Εφαρμογή αποστολής και λήψης σύντομων μνημάτων (SMS). Διατίθενται επίσης εφαρμογές για ηχογράφηση και σημειώσεις. Και τέλος υπάρχει εφαρμογή οπτικής ταυτοποίησης όπου ο χρήστης μπορεί μέσω αυτής της εφαρμογής όπου αυτή ενεργοποιεί την κάμερα και αναγνωρίζει χρώματα και χρήματα. Έτσι ο χρήστης γνωρίζει τα λεφτά και τα χρώματα που υπάρχουν πάνω του ή τριγύρω του. Εικόνα 2.1.9: Στην εικόνα πάνω βλέπουμε τα προϊόντα του PROJECT RAY. Αριστερά είναι το έξυπνο κινητό τηλέφωνο Ray N5, στη μέση είναι το έξυπνο κινητό τηλέφωνο Ray G1 και δεξιά είναι το έξυπνο ρολόι χειρός Ray M360.. Σελίδα 36

38 2.2 Κινητικότητα Λευκό Μπαστούνι Το λευκό μπαστούνι είναι ίσως από τα πιο χρήσιμα εργαλεία που έχει εφευρεθεί ποτέ για τα άτομα με προβλήματα όρασης και τα τυφλά άτομα. Είναι ευρέως γνωστό καθώς το μπαστούνι αυτό βοηθάει κυρίως τα άτομα αυτά να βρίσκουν την πορεία τους, να αναγνωρίζουν τα εμπόδια και να δείχνει στους τριγύρω πως το άτομο το οποίο κατέχει το μπαστούνι έχει προβλήματα όρασης. Το μπαστούνι αυτό είναι για να περπατάνε τα άτομα με προβλήματα όρασης με ασφάλεια και όχι για να ξεχωρίζουνε. Το 1921 ο Βρετανός φωτογράφος James Biggs έμεινε τυφλός ύστερα από ατύχημα. Ενοχλημένος από την κυκλοφορία στην περιοχή που έμενε έβαψε το μπαστούνι του με λευκό χρώμα έτσι ώστε να γίνεται πιο εύκολα ορατός από τους υπόλοιπους ανθρώπους. Το 1930 ο Lion George A.Bonham, πρόεδρος του Συλλόγου Peoria Lions Club (Illinois) μοίρασε την ιδέα του να αναγνωριστεί το λευκό μπαστούνι ως μέσω ανεξάρτητης κινητικότητας ατόμων με προβλήματα όρασης και τυφλών ατόμων. Ο σύλλογος έγκρινε αμέσως την ιδέα του. Ο σύλλογος μετέφερε την ιδέα του στο δημοτικό συμβούλιο της πόλης. Το δημοτικό συμβούλιο ενθουσιασμένο με την ιδέα δημιούργησε και έθεσε αμέσως νόμο ο οποίος επέβαλλε σε όλους τους οδηγούς οχημάτων να παραχωρούνε προτεραιότητα στην κίνηση σε όσους κρατούσαν λευκό μπαστούνι στο χέρι τους. Η ιδέα του συλλόγου των Peoria Lions μεταδόθηκε αμέσως σε πολλούς συλλόγους και αυτοί κάνανε ότι ακριβώς έκανε αυτός ο σύλλογος. Δηλαδή, ζητήσανε από τα δημοτικά συμβούλια να θέσουν τον ίδιο νόμο στις πόλεις τους. Σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα η ιδέα εξαπλώθηκε σε όλο τον κόσμο. Το 1931 στην Γαλλία οι Guilly d Herbemont αναγνώρισαν και παρατηρήσανε τον κίνδυνο που διατρέχουν τα τυφλά άτομα και έτσι ξεκινήσανε το διεθνή κίνημα του λευκού μπαστουνιού. Συγκέντρωσαν δωρεές και μοίρασαν 5000 λευκά μπαστούνια σε άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα. Το 1944 κατά την διάρκεια του δεύτερου παγκόσμιου πολέμου, σε στρατιωτικό νοσοκομείο ο εθελοντής γιατρός Richard E. Hoover ειδικός στην αποκατάσταση κινητικότητας, ανέπτυξε το μακρύ λευκό μπαστούνια το οποία είναι η τελική μορφή και σήμερα. Ο Dr. Richard πήρε το μπαστούνι του συλλόγου Lions Club το οποίο ήταν ξύλινο και τριγυρνούσε με αυτό για μια εβδομάδα με δεμένα τα μάτια γύρο από το νοσοκομείο. Ανακάλυψε τα προβλήματα που είχε το μπαστούνι ανέπτυξε και σχεδίασε το μπαστούνι που υπάρχει σήμερα και ονομάζεται και ως μπαστούνι του Hoover. Σήμερα ο Dr. Richard ονομάζεται και ως ο πατέρας του ελαφρύ και μακρύ μπαστουνιού. Η απλή τεχνική που ανέπτυξε είναι ο χρήστης να κρατάει το μπαστούνι μπροστά του και να το κινεί αριστερά και δεξιά του ώστε να εντοπίσει πιθανά εμπόδια πριν φτάσουν τα πόδια του στο εμπόδιο. Στις σχεδιαστικές προδιαγραφές του πέρα από τις προσανατολιστικές και καθοδικές του απαιτήσεις, ήθελε το νέο μπαστούνι να είναι πολύ ελαφρύ. Αμέσως το μπαστούνι του παράχθηκε για τους Ευρωπαίους εθελοντές του παγκόσμιου πολέμου και είχαν ανάγκη ένα τέτοιο χρήσιμο και απλό εργαλείο. Σήμερα τα περισσότερα κράτη στον κόσμο έχουν στο σύνταγμα τους την νομοθεσία που αναφέρει πως τα άτομα με προβλήματα όρασης και τα τυφλά άτομα με λευκό μπαστούνι Σελίδα 37

39 έχουν προτεραιότητα στην κίνηση. Καθώς επίσης έχουν θέσει και νομοθεσίες οι οποίες αναγκάζουν δημόσιους χώρους να έχουν προσβασιμότητα για αυτά τα άτομα. Πολλοί άνθρωποι βλέπουνε άτομα με μπαστούνι και κάνουν προσπάθειες για να τους βοηθήσουνε και τους πιάνουμε από τον ώμο ή το χέρι τους. Αυτό που δεν ξέρουμε όμως είναι θα πρέπει σε τέτοιες περιπτώσεις να αφήσουμε να μας πιάσουν αυτοί από το χέρι. Ο λόγος είναι καθαρά επειδή όταν τους πιάνουμε εμείς αποσυντονίζονται από τον τρόπο που αναγνωρίζουν αυτοί τα εμπόδια. Η άνθρωποι που έχουνε την όραση τους, γενικότερα εκθέτουν μια διαφορετική συμπεριφορά απέναντι στα άτομα με προβλήματα όρασης. Τα τυφλά άτομα επίσης έχουνε ενδιαφέροντα και κάνουν και αυτοί διάφορες δραστηριότητες με τον τρόπο τους. Τα άτομα με μπαστούνι δεν χρειάζονται την οίκτο μας αλλά την φιλία μας. Ωστόσο το λευκό μπαστούνι στην σημερινή εποχή πλέον έχει 6 διαφορετικά είδη, όπου το κάθε ένα έχει και διαφορετική χρήση. Το κάθε ένα χρησιμοποιείτε για διαφορετικές ανάγκες που έχουν τα άτομα με προβλήματα όρασης και τα τυφλά άτομα. Τα είδη των λευκών μπαστουνιών είναι: Το μακρύ μπαστούνι: Είναι το παραδοσιακό λευκό μπαστούνι γνωστό και ως Hoover ύστερα από την τελική σχεδίαση του Dr. Richard Hoover ως εργαλείο εντόπισης εμποδίων στην πορεία της κινητικότητας των ατόμων με προβλήματα όρασης. Το μάκρος του μπαστουνιού εξαρτάτε από το ύψος του χρήστη και συνήθως η επέκταση του είναι από το έδαφος έως το στέρνο του χρήστη. Παρόλου αυτά όμως κάποιες εταιρείες παράγουν πολύ πιο μακρύτερα λευκά μπαστούνια. Το μπαστούνι καθοδήγησης: Αυτό το μπαστούνι είναι πιο κοντό σε σχέση με το παραπάνω μπαστούνι, καθώς επεκτείνετε από το έδαφος έως την μέση του χρήστη και έχει πιο περιορισμένη λειτουργία προς την κινητικότητα του χρήστη. Χρησιμοποιείται συνήθως για εντοπισμό υψωμάτων (πεζοδρομίων κ.τ.λ.) και σκαλοπατιών. Χρησιμοποιείτε επίσης και διαγώνια σε σχέση με το σώμα του χρήστη έτσι ώστε να εντοπίζει και εμπόδια μπροστά από το σώμα του. Μπαστούνι αναγνώρισης ή συμβολικό μπαστούνι: Το μπαστούνι αυτό χρησιμοποιείτε κυρίως για να ενημερώνει και να δείχνει στα άτομα γύρο από το χρήστη πως ο κάτοχος του μπαστουνιού είναι άτομο με προβλήματα όρασης ή τυφλό. Είναι κοντό και πολύ ελαφρύ σε σχέση με τα παραπάνω μπαστούνια και δεν έχει χρήση ως βοήθημα για την κινητικότητα του χρήστη. Εικόνα 2.2.1: Το κλασσικό λευκό μπαστούνι. Εικόνα 2.2.2: Το μπαστούνι καθοδήγησης. Εικόνα 2.2.3: Το μπαστούνι αναγνώρισης. Σελίδα 38

40 Μπαστούνι υποστήριξης: Έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει την ορθοστασία του χρήστη που έχει επίσης και προβλήματα όρασης. Με το λευκό του χρώμα επίσης ενημερώνει και τα άτομα στο περιβάλλον του χρήστη πως ο κάτοχος έχει προβλήματα όρασης. Το μπαστούνι αυτό παρέχει ελάχιστη κινητική χρήση. Εικόνα 2.2.4: Το μπαστούνι υποστήριξης. Μπαστούνι παιδιών: Το μπαστούνι αυτό είναι σχεδιασμένο για μικρά παιδιά με προβλήματα όρασης και τυφλά παιδιά. Έχει μικρό μέγεθος και είναι ελαφρύ. Παρέχει πλήρη κινητική και καθοδηγητική λειτουργεία. Εικόνα 2.2.5: Το μπαστούνι για παιδιά. Πράσινο μπαστούνι: Το πράσινο αυτό μπαστούνι χρησιμοποιείται αποκλειστικά από άτομα που έχουνε χαμηλή ορατότητα. Το μέγεθος του είναι όπως το μακρύ μπαστούνι. Χρησιμοποιείται για να ενημερώνει τα άτομα στο περιβάλλον του χρήστη πως ο κάτοχος δεν έχει την πλήρη ορατότητα του. Το μπαστούνι κατατάσσεται στην ομάδα των μπαστουνιών με κινητικές και καθοδηγητικές λειτουργίες. Εικόνα 2.2.5: Το πράσινο μπαστούνι. Το μπαστούνι από μόνο του δεν αρκεί βέβαια, παίζει πάρα πολύ σημαντικό ρόλο και το άκρο του μπαστουνιού. Όταν περπατάει ο χρήστης χτυπάει συνεχόμενα το μπαστούνι στο πάτωμα και ανάλογα το πάτωμα βγαίνει και ο ανάλογος ήχος από το άκρο του μπαστουνιού. Εκτός από το ότι τα άκρα του μπαστουνιού φθείρονται, γενικότερα δίνεται η αίσθηση του πατώματος, του δρόμου ή του δαπέδου που περπατάει ο χρήστης. Για το λόγο αυτό οι ειδικοί έχουν σχεδιάσει και αναπτύξει διάφορα άκρα που εξυπηρετούν το χρήστη καλύτερα και ανεβάζουν την απόδοση χρήσης του μπαστουνιού υψηλότερα. Τα διαφορετικά άκρα που κυκλοφορούν στην αγορά που είναι δυνατή η αντικατάσταση τους ανάλογα το δάπεδο είναι τα εξής: Μολυβένιο άκρο (Pencil Tip): Αυτό το άκρο είναι μυτερό και ελαφρύ και η ανατροφοδότηση που δίνει είναι πολύ καλή καθώς για μακρινές διαδρομές λόγο της ελαφρότητας του είναι πολύ καλή επιλογή. Το μεγαλύτερο μειονέκτημα του είναι όμως πως η μυτερή άκρη κολλάει πολύ εύκολα στις ρωγμές που μπορούν να υπάρχουν στο δάπεδο και κυρίως στα πλακίδια του πεζοδρομίου. Εικόνα 2.2.6: Η λεπτή άκρη για λευκά μπαστούνια. Σελίδα 39

41 Κυλινδρικό άκρο (Roller Tip): Το κυλινδρικό άκρο επειδή λόγο του σχήματος του προσφέρει πιο ομαλή χρήση και δεν κολλάει σε ρωγμές. Λόγο του σχήματος του όμως είναι πιο βαρύ και φέρνει μεγαλύτερη κόπωση στον καρπό του χρήστη. Επίσης δεν μπορεί να προσφέρει πληροφορίες για μικρές αλλαγές στην πορεία του χρήστη. Εικόνα 2.2.7: Η κυλινδρική άκρη για λευκά μπαστούνια. Άκρο Marshmallow (Marshmallow Tip): Το χοντρό άκρο αυτό δεν κολλάει σε καμία ρωγμή ή εμπόδιο. Το βάρος του όμως είναι αρκετό μεγάλο πρόβλημα καθώς φέρνει αρκετή κόπωση στο καρπό του χρήστη ύστερα από πολύ ώρα χρήσης. Εικόνα 2.2.8: Η άκρη marshmallow για λευκά μπαστούνια. Μεταλλικό άκρο (Metal Tip): Το μεταλλικό άκρο ίσως είναι η καλύτερη επιλογή καθώς είναι αρκετά ελαφρύ σε σχέση με τα πλαστικά άκρα. Γλιστράει σε όλες τις επιφάνειες και δεν κολλάει σε ρωγμές του δαπέδου. Εικόνα 2.2.9: Η μεταλλική άκρη για λευκά μπαστούνια. Γωνιακή άκρη (Bundu Basher Tip): Όπως είχαμε αναφέρει και παραπάνω, όλοι οι τυφλοί δεν ζούνε στις ασφαλτοστρωμένες πόλεις με πλατύ και επίπεδο δάπεδο. Υπάρχουν άτομα με προβλήματα όρασης σε ολόκληρο τον κόσμο, ακόμα σε χώρες που δεν είναι ανεπτυγμένες οικονομικά με τραχύ και ανώμαλα δάπεδα και δρόμους. Έτσι λοιπόν σχεδιάστηκε το άκρο αυτό καθώς λόγο των 2 γωνιών και της αρκετά μεγάλης επιφάνειας του που ακουμπάει στο δάπεδο, του προσφέρει περισσότερες πληροφορίες για το δάπεδο, αναγνωρίζει πιο εύκολα τα μικρά και μεγάλα εμπόδια Εικόνα : Η γωνιακή άκρη για λευκά μπαστούνια. καθώς και απομακρύνει τα μικρά εμπόδια στην πορεία του χρήστη. Αρκετές φορές οι χρήστες χρησιμοποιούν αυτό το άκρο σε ένα δεύτερο μπαστούνι και χρησιμοποιούν και τα δύο μπαστούνια ταυτόχρονα. Να σημειωθεί πως η άκρη αυτή εφευρέθηκε στην Αφρική. Σελίδα 40

42 2.2.2 Σκύλοι Οδηγοί Τυφλών Οι σκύλοι οδηγοί είναι ειδικά εκπαιδευμένα σκυλιά για να οδηγούν τα άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα παντού και με ασφάλεια πάντα. Οι σκύλοι επιλέγονται με ειδικά προγράμματα επιλεκτικής εκτροφής κοινωνικοποιούνται με ειδικούς εκπαιδευτικούς τρόπους για ενάμιση χρόνο. Ύστερα συνεκπαιδεύονται με έναν χειριστή, ο οποίος θα πρέπει να έχει κριθεί κατάλληλος προς συνεργασία με τον σκύλο οδηγό. Οι σκύλοι οδηγοί έχουν την δυνατότητα να κάνουν τον οδηγό για δέκα χρόνια περίπου και μετά λόγο της ηλικίας τους ζούνε σαν κατοικίδια. Η πρόσβαση σκύλων οδηγών βάση της Ελληνικής και της Παγκόσμιας νομοθεσίας επιτρέπεται σε όλους τους χώρους ενώ η αναγνώριση τους γίνεται από το διακριτικό σαμάρι στην πλάτη τους και το οποίο αντιπροσωπεύει την σχολή που έχει εκπαιδευτεί. Οι προδιαγραφές επιλογής υποψήφιων κουταβιών για να γίνουν οδηγοί σκύλοι είναι πολύ αυστηρές και υψηλές. Εάν δεν έχουν οφθαλμολογικά προβλήματα, τα κριτήρια επιλογής είναι 4: α) Τα κουτάβια πρέπει να έχουν υψηλή νοημοσύνη, β) τα κουτάβια πρέπει να έχουν υψηλή συναισθηματική νοημοσύνη, γ) πρέπει να έχουν αντιληπτικότητα και δ) πρέπει να έχουν και ιδιοσυγκρασία. Μαζί με αυτά τα βασικά κριτήρια πρέπει να είναι ήρεμα και να θέλουν να προσφέρουν στον άνθρωπο χωρίς να είναι εκδηλωτικά. Επίσης δεν πρέπει να φοβούνται διάφορους ήχους και δεν πρέπει να γρυλίζουν. Τα καλύτερα και τα πιο χαρισματικά σκυλιά για οδηγό σκύλο είναι η ράτσα Labrador Retriever. Δεν έχουν αίσθηση επιθετικότητας και είναι ήρεμα με υψηλό ποσοστό νοημοσύνης. Ήδη ο λόγος που ονομάζονται Retriever προέρχεται από την αγγλική γλώσσα που σημαίνει: επαναφορά. Έτσι εξηγείτε και το ένστικτο τους στο να βγάζουν πράγματα από το νερό και έχουν την ιδιότητα να επαναφέρουνε τον άνθρωπο στην φυσιολογική τους κατάσταση. Η ικανότητα τους από την Εικόνα : Σκύλος Labrador Retriever, είναι ιδανικός για σκύλο οδηγό. αρχαιότητα να κολυμπούν και να τραβούν αντικείμενα και ανθρώπους από το νερό χωρίς να τα βλάπτουνε συμβάλλει στο να είναι υποψήφιοι οδηγοί σκύλων. Για να μπορεί να αποκτήσει κανείς κάποιο οδηγό σκύλο θα πρέπει να έχει χαρακτηριστεί νομικά τυφλός και να αδυνατεί να κινείται αυτόνομα. Οι χρήστες πρέπει να είναι εξοικειωμένοι με το λευκό μπαστούνι και να μπορούν να προσανατολίζονται άριστα. Οι χρήστες επίσης θα πρέπει να έχουν ορθή στάση του σώματος και να έχουν πάρα πολύ καλή ακοή. Ο χρήστης επίσης πρέπει να έχει αυτογνωσία, αυτοκυριαρχία, ικανότητα χειρισμού απρόβλεπτων συνθηκών και το σημαντικότερο να θέλει να μοιραστεί την ζωή του με έναν σκύλο. Βέβαια και ο σκύλος χρειάζεται προσοχή και φροντίδα. Οι χειριστές σκύλων οδηγών είναι υπεύθυνοι για την ζωή των σκύλων και πρέπει να φροντίζουν για την σωστή διαβίωση και την ψυχαγωγία τους. Οι σκύλοι αυτοί ζούνε στα σπίτια και πρέπει καθημερινά να είναι καθαροί για να είναι ευπρόσδεκτοι στους δημόσιους χώρους και στα μέσα μαζικής μεταφοράς. Πρέπει να καλύψουν τις ανάγκες των σκύλων και πρέπει να σέβονται την Σελίδα 41

43 ρουτίνα εκπαίδευσης των σκύλων και να συνεργάζονται με αυτά. Απαγορεύεται αυστηρά άσκηση σωματικής και ψυχολογικής βίας πάνω στους σκύλους. Η πολύχρονη εκπαίδευση των σκύλων κάνει τους σκύλους οδηγούς να είναι αφοσιωμένοι σε αυτό που κάνουν. Εντοπίζουν διαβιβάσεις, πόρτες, σκάλες, τις πόρτες στα μέσα μαζικής μεταφοράς και διασχίζουν δρόμους ταχείας κυκλοφορίας. Αποφεύγουν εμπόδια εδάφους, εμπόδια ύψους και κινούμενα εμπόδια. Οι χειριστές μπορούν με αυτά τα σκυλιά οδηγούς να κινούνται γρήγορα δίχως να πέφτουν σε εμπόδια, να τραυματίζονται ή να πέσουν πάνω σε αυτοκίνητα ή ανθρώπους. Οι σκύλοι γίνονται εύκολα αντιληπτοί από το πλήθος με το ειδικό σαμάρι που φοράνε και οι χειριστές κινούνται πιο εύκολα, ελεύθερα και με αυτοπεποίθηση. Εικόνα : Σκύλος Οδηγός με το ειδικό αναγνωριστικό σαμάρι. Εικόνα : Σκύλος οδηγός μαζί με τον ιδιοκτήτη του. Σελίδα 42

44 2.3 Εξερεύνηση χώρων και λήψη πληροφοριών Windows-Eyes Το λογισμικό ηλεκτρονικού υπολογιστή Windows-Eyes προσφέρει την χρήση του ηλεκτρονικού υπολογιστή από άτομα με προβλήματα όρασης και από τυφλά άτομα. Το λογισμικό αυτό περιγράφει με ανθρώπινη φωνή όλα τα στοιχεία που βρίσκονται στην οθόνη του υπολογιστή. Έτσι ο χρήστης μπορεί να χρησιμοποιήσει τον ηλεκτρονικό υπολογιστή όπως και οι άνθρωποι που δεν έχουνε προβλήματα όρασης. Επίσης το λογισμικό μπορεί να προσφέρει κάποια πλήκτρα συντόμευσης εντολών για να επιταχύνει την χρήση άλλων λογισμικών ή εφαρμογών που βρίσκονται στον υπολογιστή. Μαθητές με προβλήματα όρασης ή χωρίς καθόλου όραση με αυτό το λογισμικό έχουν την δυνατότητα να ετοιμάσουν και να κάνουν τις εργασίες τους στον υπολογιστή όπως και οι υπόλοιποι μαθητές. Το λογισμικό Windows-Eyes είναι από τα καλύτερα εργαλεία που έχουν εφευρεθεί σήμερα καθώς προσφέρει χρήση υπολογιστή από τυφλά άτομα και άτομα με προβλήματα όρασης στον χώρο της εργασίας ή στα σπίτια τους για εκπαιδευτικούς και διασκεδαστικούς λόγους. Με την χρήση του λογισμικού οι χρήστες έχουν την δυνατότητα να χρησιμοποιήσουν σουίτες γραφείου για σύνταξη και επεξεργασία κειμένων και εγγράφων, να κάνουν χρήση και επεξεργασία λογιστικών φύλλων, να ετοιμάσουν παρουσιάσεις, να δημιουργήσουν και να επεξεργαστούν βάσης δεδομένων. Μαζί με αυτά του δίνεται η δυνατότητα να κάνει και τις πιο γνωστές μορφοποιήσεις, όπως: αλλαγή χρώματος γραμματοσειράς, αλλαγή από κανονικό σε έντονο και πλάγιο κείμενο ακόμα και εντοπισμό ορθογραφικών λαθών πάνω στο κείμενο. Τα Windows-Eyes καθιστούν δυνατή και την περιήγηση στο παγκόσμιο διαδίκτυο. Στους πιο γνωστούς περιηγητές δίνεται η δυνατότητα να κάνει κλικ πάνω σε συνδέσμους και όλα τα σχετικά κουμπιά που υπάρχουν τοποθετημένα στις ιστοσελίδες. Επίσης δίνεται η δυνατότητα με τον κατάλληλο εξοπλισμό ακόμα και η σχεδίαση νέων ιστοσελίδων. Η πλήρη χρήση των δυνατοτήτων της συσκευής κατάδειξης (ποντίκι-mouse) καθίσταται δυνατή με την χρήση του λογισμικού αυτού. Για παράδειγμα ο χρήστης μπορεί να αλλάζει την θέση των αρχείων στην επιφάνεια εργασίας του υπολογιστή. Γενικότερα δίνεται η δυνατότητα πρόσβασης σε όλα τα εικονοστοιχεία (pixels) του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Το λογισμικό επίσης καθιστά δυνατή την αποστολή και την λήψη μνημάτων μέσω του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου και την χρήση των παρόμοιων λογισμικών και εφαρμογών επικοινωνίας. Ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα του λογισμικού αυτού είναι ότι δεν είναι αναγκαστικό να δεσμευτεί κάποιος ηλεκτρονικός υπολογιστής μόνο για την χρήση του από άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα. Μετά την χρήση του υπολογιστή μέσω του λογισμικού από το άτομο με προβλήματα όρασης ο υπολογιστής μπορεί να επαναλειτουργήσει κανονικά. Έτσι το λογισμικό μπορεί να εγκατασταθεί σε κάθε υπολογιστή χωρίς να χρειάζονται κάποια παραπάνω έξοδα για την χρήση του από άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα. Το μόνο μειονέκτημα είναι ότι το λογισμικό μπορεί να εγκατασταθεί μόνο σε περιβάλλον Windows της εταιρείας Microsoft. Για άτομα που είναι τυφλά εκ γενετής αυτό δεν μπορεί να σημειωθεί και ως πολύ μεγάλο μειονέκτημα. Για άτομα όμως που έχουν τυφλωθεί ή έχουν αποκτήσει προβλήματα όρασης σε μεγαλύτερη ηλικία και δεν έχουν μάθει την χρήση αυτού του περιβάλλοντος αυτής της εταιρείας αλλά έχουν μάθει Σελίδα 43

45 και έχουν συνηθίσει την χρήση άλλων περιβαλλόντων (όπως MAC της εταιρείας Apple ή εκδόσεις Linux που είναι περιβάλλοντα ανοιχτού κώδικα) τότε θα χρειαστούν παραπάνω χρόνο για την εκμάθηση χρήσης του περιβάλλοντος αυτού της Microsoft και ύστερα την εκμάθηση του λογισμικού Windows-Eyes. Εικόνα 2.3.1: Δύο τυφλά άτομα χρησιμοποιούν το λογισμικό Windows-Eyes. Το λογισμικό αυτό επίσης δίνει την δυνατότητα δημιουργίας κάποιων ειδικών script (έτοιμος κώδικας προγραμματισμού που κάνει συγκεκριμένες ειδικά προγραμματισμένες εντολές). Τα script μπορεί να τα ετοιμάσει είτε ο χρήστης μέσω ειδικής πλατφόρμας είτε μπορεί να τα κατεβάσει από την βιβλιοθήκη που παρέχεται δωρεάν στους κατόχους του λογισμικού αυτού. Με τα ειδικά script αυτά ο χρήστης μπορεί να δημιουργήσει κάποιες συντομεύσεις εντολών και λειτουργιών του υπολογιστή. Ένα από τα πλεονεκτήματα του προγραμματισμού των script είναι ότι δεν χρειάζεται βοήθεια κάποιου ειδικού. Ο χρήστης τις αποθηκεύει μια φορά και στην συνέχεια αυτά μένουν αποθηκευμένα στον υπολογιστή. Τα Windows-Eyes επίσης προσφέρουν την δυνατότητα χρήσης από πολλαπλούς χρήστες. Έτσι τα Windows-Eyes μπορούν να χρησιμοποιηθούν από ηλεκτρονικούς υπολογιστές που βρίσκονται σε δημόσιους χώρους, όπως βιβλιοθήκες κ.τ.λ. Με την πολλαπλή λειτουργία χρηστών, ο κάθε χρήστης δημιουργεί δικό του προσωπικό λογαριασμό στον ηλεκτρονικό υπολογιστή δημόσιας χρήσης με ενσωματωμένο το λογισμικό και έτσι η κάθε προσωπική αλλαγή που θα κάνει σχετικά με τις συντομεύσεις θα παραμείνει αποθηκευμένη στον λογαριασμό του και δεν θα διαγραφεί. Τα Windows-Eyes επίσης δίνουν την δυνατότητα υποστήριξης πρόσθετης οθόνης Μπράιγ που διατίθενται στην αγορά και από πολλούς κατασκευαστές. Σελίδα 44

46 2.3.2 Οθόνη Μπράιγ Γραμμή Μπράιγ (Braille Line Braille Display) Οι Οθόνες ή γραμμές Μπράιγ είναι οθόνες αφής 80 ή 70 ή 40 ή 20 στοιχείων χαρακτήρων. Συνδέονται με τον ηλεκτρονικό υπολογιστή και αναπαράγουν τους χαρακτήρες Μπράιγ. Το περιεχόμενο της γραμμής στην οποία βρίσκεται ο δρομέας στην οθόνη του υπολογιστή σε ποσοστό μεγέθους που βρίσκονται οι χαρακτήρες. Με αυτό τον τρόπο ο χρήστης μπορεί να διαβάζει αυτά που αναπαρίστανται στην οθόνη του υπολογιστή μέσω της οθόνης Μπράιγ που βρίσκεται ως συνήθως κάτω από το πληκτρολόγιο του και εφόσον ο χρήστης μπορεί να διαβάσει αυτά που αναπαριστάνονται στην οθόνη τότε αυτό σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιεί τον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Οι οθόνες Μπράιγ έχουν μικρά τμήματα κουκίδων (8 Χ 2). Το κάθε τμήμα αναπαριστά ένα γράμμα και τμήματα τα οποία όταν δεν υπάρχει κάποιο γράμμα στο σημείο του δρομέα είναι επίπεδα και όταν πληκτρολογήσει (εάν γράφει) ή βρεθεί κάποιο γράμμα ή λέξη στο σημείο του δρομέα (εάν διαβάζει) τότε στα τμήματα αυτά φουσκώνουν οι κουκίδες και αναπαριστάνουν το γράμμα ή την/ς λέξη/εις πάνω στην οθόνη Μπράιγ. Εικόνα 2.3.2: Χρήστης χρησιμοποιεί γραμμή Μπράιγ 20 χαρακτήρων συνδεδεμένη με τον προσωπικό του φορητό υπολογιστή. Η γραμμή ή οθόνη Μπράιγ συνδέεται μέσω θύρας USB σε όλους τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Ένα από τα πλεονεκτήματα των γραμμών ή οθονών Μπράιγ είναι ότι υποστηρίζονται από όλα τα λειτουργικά περιβάλλοντα ηλεκτρονικών υπολογιστών (Windows, Mac και Linux). Ένα από τα ερωτήματα τα οποίο έρχεται στο μυαλό όσων μάθουν για αυτές τις οθόνες είναι ότι εφόσον τα τμήματα αυτά μπορούν να αναπαράγουν και να φουσκώνουν τότε γιατί δεν αναπαριστάνουν την κανονική αλφάβητο; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα είναι ότι πολλοί άνθρωποι γεννιούνται τυφλά και στην εκπαιδευτική τους εποχή μαθαίνουν να διαβάζουν με Μπράιγ γραφή. Σελίδα 45

47 2.3.3 Λογισμικά Χρήσης Η/Υ και ηλεκτρονικών συσκευών Αυτού του είδους τεχνολογίες, σήμερα είναι ευρεία διαδεδομένες και πλέον είναι διαθέσιμες πέρα από τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, σε κινητά τηλέφωνα, tablets και σε μικρόσυσκευές ψυχαγωγίας. Το απευθυνόμενο κοινό αυτού του προϊόντος δεν είναι τα τυφλά άτομα αλλά τα άτομα με προβλήματα όρασης. Η τεχνολογία παρέχει κάποιες προσαρμογές στον τύπο προβολής στοιχείων της οθόνης έτσι ο χρήστης να μπορεί να χρησιμοποιεί την συσκευή ή τον ηλεκτρονικό υπολογιστή χωρίς να χρειάζεται την βοήθεια κάποιου άλλου ατόμου. Συγκεκριμένα οι λειτουργίες της τεχνολογίας είναι οι εξής: Μεγέθυνση: Σε αυτή την λειτουργία κάποιο τμήμα της οθόνης ή κάποιο τμήμα στην περιφέρεια του κέρσορα, προβάλλουν σε μεγέθυνση το σημείο που βρίσκεται ο κέρσοραςποντική. Το ποσοστό της μεγέθυνσης μπορεί να προσαρμοστεί από τον χρήστη. Με αυτήν την δυνατότητα οι χρήστες βλέπουν μεγεθυμένα τα στοιχεία της οθόνης και έτσι δεν κουράζουν τα μάτια τους προσπαθώντας να δούνε τα στοιχεία της οθόνης. Αντίθεση και τροποποίηση χρωμάτων: Σε αυτή τη λειτουργία ο χρήστης έχει την δυνατότητα να χαμηλώσει την αντίθεση (contrast) της οθόνης και να βλέπει πιο έντονα το χρώμα των πληροφοριών στην οθόνη. Όσο για τα άτομα που έχουν προβλήματα αχρωματοψίας δίνεται η δυνατότητα να μην έρχονται δίπλα δίπλα τα χρώματα που εξαφανίζουν το χρώμα. Χρήση χωρίς συσκευή εισόδου: Η αναγνώριση φωνής το τελευταίο καιρό είναι στην κορυφή στις τεχνολογικές εξελίξεις καθώς η αναγνώριση εντολών μέσω της φωνής του ανθρώπου δεν χρησιμοποιείτε μόνο από άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα αλλά και από τους υπόλοιπους ανθρώπους. Μέσω των φωνητικών εντολών ο Η/Υ και οι ηλεκτρονικές συσκευές εκτελούν διάφορες εντολές όπως να ανοίξει κάποιες άλλες εφαρμογές, να κάνει αναζήτηση στο διαδίκτυο, να διαβάζει τις προβαλλόμενες πληροφορίες και ακόμα να μετατρέπει σε ηλεκτρονικό κείμενο αυτά που μιλάει ο χρήστης. Τεχνολογίες σάρωσης: Αυτού του είδους οι τεχνολογίες χρησιμοποιούνε έναν ειδικό σαρωτή κυρίως για ανάγνωση χαρακτήρων OCR (Optical Character Recognition). Ο χρήστης τοποθετεί το έγγραφο στον σαρωτή που είναι συνδεδεμένος με τον ηλεκτρονικό υπολογιστή και το λογισμικό σαρώνει το έγγραφο αναγνωρίζει τους χαρακτήρες. Σε κάποια λογισμικά υπάρχει και η δυνατότητα μετάφρασης στην γλώσσα που επιθυμεί ο χρήστης και τελικά το λογισμικό εκφωνεί το έγγραφο που έχει σαρώσει. Έτσι, τα άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα μπορούν μόνοι τους να παραλαμβάνουν γράμματα και από άλλα άτομα και δημόσιες υπηρεσίες και μπορούν χωρίς βοήθεια άλλου ανθρώπου να καταλάβουν περί τίνος πρόκειται και τι αναγράφεται στο γράμμα εκείνο. Εκτυπωτές Μπράιγ (Braille Embossers): Τα άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα μπορούν επίσης να διαβάζουν τα εκτυπωμένα έγγραφα τους που υπάρχουν στον ηλεκτρονικό υπολογιστή και χωρίς να είναι σε λειτουργία ο ηλεκτρονικός υπολογιστής που θα εκφωνεί τα έγγραφα τους. Αυτό είναι δυνατόν με τους εκτυπωτές Μπράιγ. Οι χρήστες μπορούν να εκτυπώσουν οποιαδήποτε γραπτή πληροφορία που υπάρχει στον ηλεκτρονικό υπολογιστή ή μπορούν απευθείας να εκτυπώσουν πληροφορίες απευθείας από το διαδίκτυο σε χαρακτήρες Μπράιγ έτσι ώστε να μπορούν να την ξαναδιαβάσουνε κάποια άλλη στιγμή. Ο εκτυπωτής λαμβάνει τις πληροφορίες χαρακτήρων, τις μετατρέπει αυτόματα σε Σελίδα 46

48 χαρακτήρες Μπράιγ και στην συνέχεια τις εκτυπώνει στο σύστημα χαρακτήρων Μπράιγ με φουσκωτές κουκκίδες Φορητές συσκευές καθημερινής χρήσης. Στην αγορά σήμερα υπάρχει μεγάλη ποικιλία μικρών συσκευών οι οποίες κάνουν την ζωή των τυφλών ατόμων και των ατόμων με προβλήματα όρασης πολύ πιο εύκολη. Το μεγάλο πλεονέκτημα είναι ότι αυτές οι μικρές συσκευές είναι φορητές και μπορούν πολύ εύκολα να μεταφερθούν. Το μέγεθος τους επίσης επιτρέπει στους χρήστες να βρίσκονται στις τσέπες ή στις τσάντες τους. Αυτές οι συσκευές έχουν κυρίως στόχο να κάνουν τον χρήστη να νιώθει όπως οι υπόλοιποι άνθρωποι που έχουν φυσιολογική όραση. Συσκευή ανάγνωσης βιβλίων: Η μικρή συσκευή χειρός σαρώνει τα γράμματα και εκφωνεί τις λέξεις που είναι γραμμένες. Ο χρήστης ουσιαστικά σαρώνει με τη συσκευή στο χέρι του πάνω από το έγγραφο, το βιβλίο ή της σημείωσης. Δυστυχώς δεν είναι και η καλύτερη επιλογή για τα τυφλά άτομα διότι το τυφλό άτομο δεν ξέρει σε ποιο σημείο ακριβώς βρίσκεται το κείμενο. Για τα άτομα με προβλήματα όρασης όμως είναι πολύ καλή επιλογή γιατί μπορούν να διακρίνουν που υπάρχει κείμενο. Εικόνα 2.3.4: Συσκευή ανάγνωσης βιβλίων. Ρολόι χειρός Μπράιγ Τα ρολόι χειρός σχεδιασμένα με το σύστημα χαρακτήρων του Μπράιγ είναι τα ιδανικά για να μπορεί να διαβάσει ο χρήστης και να μάθει το τι ώρα είναι. Για τα τυφλά άτομα ειδικά, το να χάσουν την αίσθηση του χρόνου είναι από τα χειρότερα πράγματα καθώς δυστυχώς για αυτούς υπάρχει μόνιμο σκοτάδι. Όσο υπάρχει ήλιος και όσο οι ακτίνες τους πέφτουν στο δέρμα τους δεν είναι και τόσο πρόβλημα, διότι έτσι καταλαβαίνουν πως είναι ημέρα για τα πρωινά, τα απογεύματα και τα βράδια όμως υπάρχει μεγάλο πρόβλημα. Τα ρολόγια αυτά λοιπόν είναι διαθέσιμα στην αγορά σε αναλογικά και σε ηλεκτρονικά. Τα αναλογικά ρολόγια είναι έτσι όπως και τα αναλογικά ρολόγια που φοράνε και οι άνθρωποι με φυσιολογική όραση. Υπάρχουν δύο διαφορές όμως: 1.: Τα αναλογικά ρολόγια Μπράιγ δεν έχουν δίπλα τους αριθμούς που δείχνουν την ώρα έχουν και κουκίδες Μπράιγ. Ουσιαστικά είναι ο αριθμός και δίπλα η γραφή του στο σύστημα χαρακτήρων του Μπράιγ. 2.: Στα αναλογικά ρολόγια Μπράιγ, το προστατευτικό γυαλί που υπάρχει σε όλα τα ρολόγια χειρός λειτουργεί σαν καπάκι έτσι ώστε Εικόνα 2.3.5: Ρολόι χειρός Μπράιγ. ο χρήστης να μπορεί να νιώσει μέσω της απτικής αφής τις κουκκίδες και την κατεύθυνση των δεικτών. Ο χρήστης ανοίγει το καπάκι, τοποθετεί το δάχτυλο του στο κέντρο του ρολογιού, εντοπίζει την κατεύθυνση του μικρού δείκτη και στη συνέχεια κατευθύνει το δάχτυλο του προς τον αριθμό-κουκκίδα, ανατοποθετεί το Σελίδα 47

49 δάχτυλο του, εντοπίζει την κατεύθυνση του μεγάλου δείκτη και ανακατευθύνει το δάχτυλο του για να εντοπίσει τον αριθμό-κουκκίδα των λεπτών και έτσι ο χρήστης έχει την πληροφορία της ώρας. Πρέπει όμως να έχει στην συνείδηση του αν η ώρα είναι προ μεσημβρίας ή μετά μεσημβρίας. Τα ηλεκτρονικά-έξυπνα ρολόγια Μπράιγ έχουν μια μικρή οθόνη Μπράιγ συνήθως πέντε χαρακτήρων (5 τμήματα 6 κουκκίδων το κάθε τμήμα). Οι αριθμοί της ώρας αναδύονται και ανανεώνονται κάθε λεπτό στο σύστημα χαρακτήρων Μπράιγ. Έτσι ο χρήστης τοποθετεί το δάχτυλο του πάνω στο ρολόι του και από τις κουκκίδες που έχουν αναδειχθεί εκείνη την στιγμή του δίνεται η πληροφορία της ώρας. Επειδή όμως η Εικόνα 2.3.6: Έξυπνο ρολόι χειρός Μπράιγ. μπαταρία του ρολογιού δεν είναι και πολύ μεγάλης χωρητικότητας για λόγους μεγέθους και βάρους η μπαταρίες είναι επαναφορτιζόμενες. Επίσης σε κάποια ρολόγια οι κουκκίδες είναι συνεχόμενα κρυμμένες και αναδύονται μόνο όταν ο χρήστης πατήσει το σχετικό κουμπί που υπάρχει στο πλάι του έξυπνου ρολογιού. Ετσι η ενέργεια που καταναλώνει είναι πολύ μικρότερη από τα ρολόγια που ανανεώνουν την μικρή οθόνη Μπράιγ. Τα ρολόγια αυτά επίσης δίνουν την πληροφορία το αν η ώρα είναι προμεσημβρίας ή μετά μεσημβρίας. Η άλλη έκδοση των ηλεκτρονικών-έξυπνων ρολογιών χειρός είναι τα ρολόγια αυτά που εκφωνούνε την ώρα όταν ο χρήστης πατήσει το σχετικό κουμπί. Τα ρολόγια αυτά συνοδεύονται και είναι μόνιμα συνδεδεμένα με ένα ακουστικό, το οποίο ο χρήστης τοποθετεί στο αυτί του. Το ρολόι και το ακουστικό είναι συνδεδεμένα μέσω της ασύρματης τεχνολογίας Bluetooth και βρίσκονται μόνιμα σε ζεύξη. Το ακουστικό και το ρολόι αυτό είναι επαναφορτιζόμενα και ο χρήστης πριν βγει από το σπίτι του πρέπει να είναι σίγουρος πως είναι φορτισμένα το ρολόι και το ακουστικό. Όπως και το προηγούμενο ρολόι χειρός έτσι και αυτό δίνουν την πληροφορία στο χρήστη το αν η ώρα είναι προ μεσημβρίας ή μετά μεσημβρίας. Εικόνα 2.3.7: Έξυπνο ρολόι χειρός Μπράιγ με ακουστικά. Συσκευή ανάγνωσης χρωμάτων: Οι συσκευές ανάγνωσης χρωμάτων είναι φορητές συσκευές οι οποίες με τον ειδικό αισθητήρα που έχουν στην κεφαλή τους μπορούν να αναγνωρίσουν το χρώμα που βρίσκεται μπροστά από την κεφαλή τους. Οι συσκευές αυτές κατά μέσο όρο αναγνωρίζουν 150 χρώματα, αναγνωρίζουν εάν υπάρχει φωτισμός στο χώρο που βρίσκεστε και εάν αυτός ο φωτισμός είναι τεχνητός φωτισμός (μέσω Εικόνα 2.3.8: Συσκευή ανάγνωσης χρωμάτων. Σελίδα 48

50 ηλεκτρικού ρεύματος) ή εάν το φως που υπάρχει προέρχεται από φυσική πηγή (ήλιος). Ο χρήστης με αυτή τη συσκευή παίρνει πληροφορίες για το χρώμα των ρούχων του και έτσι δημιουργεί το δικό του στυλ. Η χρήση όμως δεν περιορίζεται μόνο στα ρούχα αλλά η συσκευή χρησιμοποιείτε στην κουζίνα, σε ιατρικές εφαρμογές, στην δουλειά και σε διάφορες εφαρμογές για το σπίτι, όπως το τι χρώμα είναι τα έπιπλα και το χρώμα των τοίχων. Ο χρήστης ενεργοποιεί την συσκευή, τοποθετεί την συσκευή πάνω στην επιφάνεια που θέλει να πληροφορηθεί για το χρώμα και η συσκευή εκφωνεί το χρώμα από το ενσωματωμένο μικρό ηχείο που έχει ή εκφωνεί το χρώμα από τα ακουστικά που θα έχει συνδέσει ο χρήστης στην υποδοχή Audiıo Jack 3.5mm που διαθέτει η συσκευή. Άλλες συσκευές καθημερινής χρήσης που εκφωνούν τις πληροφορίες των λειτουργιών τους μέσω των ενσωματωμένων ηχείων που έχουν: Εικόνα 2.3.9: Η παραπάνω Ζυγαριά εκφωνεί και προβάλλει τα κιλά του χρήστη. Εικόνα : Το παραπάνω εργαλείο εκφωνεί τις διαστάσεις που θέλει να μετρήσει ο χρήστης. Εικόνα : Το παραπάνω πιεσόμετρο, μετράει την μικρή και την μεγάλη πίεση του σώματος του και στην συνέχεια την εκφωνεί. Σελίδα 49

51 2.3.5 Google Project Tango Το Project Tango είναι ένα project το οποίο έχει ξεκινήσει από την Google και είναι ένα πρόγραμμα εξερεύνησης και πλοήγησης σε χώρους χωρίς να χρησιμοποιούνται σήματα πλοήγησης όπως το GPS ή κάποια άλλα σήματα. Αλλά χρησιμοποιεί αποκλειστικά την συσκευή του χρήστη μετατρέποντας το φυσικό κόσμο σε εικονικό. Έτσι οι συσκευές αναγνωρίζουν τα αντικείμενα στο χώρο, θυμούνται την διαδρομή που έχουνε κάνει και δημιουργεί ένα τρισδιάστατο εικονικό κόσμο. Το Project ξεκίνησε από μια ομάδα ερευνητών και προγραμματιστών με επικεφαλής τον Johnny Lee ο οποίος ήταν από τους δημιουργούς του Microsoft Kinect (το Microsoft Kinect επιτρέπει στους χρήστες να αλληλοεπιδρούν με τα παιχνίδια του Xbox χωρίς να φοράνε κάποια ειδικά εξαρτήματα απλά και μόνο μετέφερε τις κινήσεις των χρηστών στα παιχνίδια που παίζουν). Γενικότερα το Project Tango έχει σαν στόχο να ενώσει τις τεχνολογίες υλικού με το λογισμικού και να βοηθήσει τον κάθε έναν, οπουδήποτε και αν βρίσκεται να καταλάβει το που ακριβώς βρίσκεται και τι ακριβώς υπάρχει τριγύρω στο περιβάλλον του. Το Project Tango χρησιμοποιεί γλώσσες προγραμματισμού C, Java, Android και Unity είναι ανοιχτού κώδικα και έχει πάρει την υποστήριξη πολύ μεγάλων εταιρειών τεχνολογίας, ινστιτούτων τεχνολογίας, ινστιτούτων γεωλογίας και χαρτογράφησης καθώς επίσης και εταιρειών δικτύων και απεικόνισης σε τρισδιάστατους χώρους και εικονικής πραγματικότητας. Όλες αυτές οι εταιρείες και όλα τα ινστιτούτα συνεργάζονται για να αποδώσουν το καλύτερο αποτέλεσμα έτσι ώστε να βοηθήσει όλο και περισσότερους ανθρώπους. Το Project Tango από την Google δίνει την δυνατότητα σε κινητές συσκευές να προηγούνται στο φυσικό κόσμο παρόμοια όπως εμείς οι άνθρωποι. Το Project Tango δίνει μια διαφορετική χωρική αντίληψη σε κινητές συσκευές βασισμένες στην πλατφόρμα προγραμματισμού Android προσθέτοντας απλά σε αυτές υπολογιστική ισχύ, επεξεργασία εικόνας και αισθητήρες όρασης. Το Project Tango παρακολουθεί την κίνηση (Motion Tracking) του χρήστη επιτρέποντας έτσι στην συσκευή να αναγνωρίσει, να σαρώσει, να προσανατολιστεί και στο τέλος να δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο χώρο σε πραγματικό μηδενικό χρόνο. Οι συσκευές επίσης έχουνε ενσωματωμένους αισθητήρες οι οποίοι επιτρέπουνε στην συσκευή να καταλαβαίνει και το βάθος των αντικειμένων. Με την αντίληψη του βάθους δημιουργείτε ένας κόσμος εικονικής πραγματικότητας με πραγματικά αντικείμενα του χώρου. Οι συσκευές επίσης μέσω αυτού του λογισμικού μαθαίνουν τους χώρους όπου πηγαίνει ο χρήστης και με την χρήση του διαδικτύου τους επιτρέπεται να παίρνουν μέσα από την συσκευή τις πληροφορίες σχετικά με τον χώρο που βρίσκονται. Σε δημόσιους χώρους επίσης οι συσκευές μπορούν να προτείνουν περισσότερους προορισμούς για εξερεύνηση του χώρου. Σε σημεία που έχει ξαναπάει ο χρήστης επίσης οι συσκευές έχουν την δυνατότητα να θυμούνται το χώρο. Έτσι μπορεί να δημιουργήσει ολόκληρη την έννοια του χώρου και ο χρήστης να έχει σε τρισδιάστατη μορφή ολόκληρο το κτήριο το οποίο βρίσκεται. Το Project Tango βρίσκεται σε πειραματική μορφή ακόμα και συνεχίζονται να πραγματοποιούνται πειράματα και διάφορες δοκιμές για να αναπτυχθεί και να γίνει καλύτερο. Είναι σίγουρα από τα προγράμματα που θα αναπτύσσονται όλο και κάθε μέρα και διάφοροι οργανισμοί θα βγάζουν συνέχεια προϊόντα με αυτό το πρόγραμμα. Επειδή όπως Σελίδα 50

52 αναφέραμε παραπάνω είναι ένα project ανοιχτού κώδικα δίνεται δυνατότητα στον κάθε έναν να ασχοληθεί με αυτό και να αναπτύξει κάτι δικό του παρέχονται (επί πληρωμή) ένα tablet και ένα κινητό τηλέφωνο με ενσωματωμένους αισθητήρες που απαιτούνται για να κάνει ο κάθε ένας τα δικά του πειράματα και τις δικές του δοκιμές, ενώ παρέχεται βοήθεια από κορυφαίους προγραμματιστές. Ήδη το κινητό τηλέφωνο και το tablet έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται από άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα σε εσωτερικούς χώρους για να αποφεύγουν εμπόδια, για να γνωρίζουν το που βρίσκονται στο εσωτερικό χώρο και για να επικοινωνούν με άλλα άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα όταν βρίσκονται στον ίδιο χώρο. Αυτό γίνεται, είτε με τις δονήσεις που κάνει η συσκευή είτε με μια ειδοποίηση που εκφωνεί η συσκευή. Οι κινητές συσκευές αυτές χρησιμοποιούνται από τους ερευνητές του Lincoln και αποσκοπούν να βελτιώσουν ακόμα περισσότερο τους αισθητήρες τους για να μπορούν οι χρήστες να αναγνωρίζουν ακόμα και το είδος των αντικειμένων που εμφανίζονται μπροστά τους σαν εμπόδια. Ενώ ο ειδικός στην μηχανική εκμάθηση Oscar Martinez Mozos και ο ερευνητής κινητής ρομποτικής Grzegorz Cielniak, αναπτύσσουνε αυτό το σύστημα του Project Tango να μπορεί να μαθαίνει μόνο και να βελτιώνεται από μόνο του και να δίνει σωστή ανάδραση στις κινήσεις και τις αντιδράσεις στα εμπόδια στους πιο επισκεπτόμενους χώρους του χρήστη. Το Project Tango υπόσχεται πάρα πολλά στα άτομα με προβλήματα όρασης και τα τυφλά άτομα, καθώς έχει προοπτικές προς ανάπτυξη. Αυτό που το κάνει να υπόσχεται τόσο πολλά είναι ότι και το ενδιαφέρον αλλά και οι εφαρμογές του δεν μπορούν να εφαρμοστούν μόνο σε άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα αλλά και στους κανονικούς βλέποντες ανθρώπους. Ήδη οι τελευταίες τάσεις της τεχνολογίας έχουν κατευθυνθεί προς τον εικονική πραγματικότητα και οι τεχνολογίες για αλληλεπιδράσεις με εικονική πραγματικότητα βελτιώνονται συνεχώς. Εικόνα : Το κινητό τηλέφωνο (Αριστερά) και το tablet (Δεξιά) του Project Tango που διατίθενται στους προγραμματιστές για να κάνουν τα δικά τους πειράματα.. Σελίδα 51

53 Κεφάλαιο 3 ο Όπως έχουμε αναφέρει και παραπάνω ο στόχος της εργασίας αυτής είναι να αναπτύξουμε και να σχεδιάσουμε ένα προϊόν ή ένα σύστημα έτσι ώστε να μπορεί να καθοδηγεί τα άτομα με προβλήματα όρασης και τα τυφλά άτομα αποφεύγοντας τα εμπόδια που συναντούν καθημερινά. Με λίγα λόγια θέλουμε το προϊόν ή το σύστημα μας να γίνει τα μάτια των χρηστών. Ύστερα από την έρευνα μας για: Την έννοια μερικής ή μηδενικής όρασης. Την λειτουργία του οφθαλμού και των τμημάτων του. Ποια είναι τα αίτια μερικής ή ολικής τύφλωσης. Ποιες ασθένειες μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα όρασης. Πώς μπορούν να αντιμετωπιστούν αυτές οι ασθένειες. Πώς μπορούν να προληφθούν και να αντιμετωπιστούν κάποιες από αυτές τις ασθένειες. Ποιο είναι το ποσοστό των τυφλών ατόμων στον κόσμο μας. Το πώς πρέπει να ετοιμαστούνε τα μερικώς βλέποντα ή τυφλά άτομα για τον εξωτερικό κόσμο. Ποιες τεχνολογίες έχουν βρεθεί και πως οι κανονικοί βλέποντες άνθρωποι έχουμε βοηθήσει τους ανθρώπους αυτούς. Τις ιστορίες των ανθρώπων και των οργανισμών που έχουν καταλήξει στο να βοηθήσουν τους ανθρώπους αυτούς. Και ποια προϊόντα και συστήματα περισσότερο χρησιμοποιούν τα τυφλά ή τα μερικώς βλέποντα άτομα. Σε αυτό το κεφάλαιο θα δούμε ποιο είναι το πιο κατάλληλο προϊόν για να σχεδιαστεί ή να επανασχεδιαστεί έτσι ώστε να βοηθήσει και να βελτιώσει την ποιότητα ζωής των ανθρώπων αυτών. Θα δούμε ποιες τεχνολογίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και ποια παρόμοια προϊόντα υπάρχουν ήδη στην αγορά πριν προχωρήσουμε στο επόμενο κεφάλαιο το οποίο θα είναι το κεφάλαιο της σχεδίασης. Σελίδα 52

54 3.1 Τεχνολογίες Ανίχνευσης Αντικειμένων ή Εμποδίων και Τεχνολογίες Ιχνηλασίας Arduino Ο Massimo Banzi και ο David Cueartielles δώσανε το όνομα Arduino σε αυτό το Project από τον Ιταλό ευγενή και μαρκήσιο της Ivrea και βασιλιά της Ιταλίας Arduin d Ivrea (955 μ.χ μ.χ.) όταν το 2005 ένα σχέδιο φοιτητών κίνησε αυτούς και τους καθηγητές να φτιάξουνε μια συσκευή για τον έλεγχο προγραμμάτων διαδραστικών σχεδίων και αντικειμένων προκειμένου να είναι φθηνό από άλλα πρότυπα συστήματα διαθέσιμα εκείνη την περίοδο. Οι ιδρυτές λοιπόν άρχισαν να παράγουν πλακέτες σε ένα μικρό εργοστάσιο την Ιβρέα, κωμόπολη της επαρχίας Τορίνο στην περιοχή του Πεδεμόντιο της βορειοδυτικής Ιταλίας, στην περιοχή όπου υπήρχε και η εταιρεία υπολογιστών Olivetti. Η πλακέτα και ο προγραμματισμός της είναι μια διακλάδωση της πλατφόρμας Wiring (ανάπτυξη κώδικα χρησιμοποιώντας έτοιμες βιβλιοθήκες λειτουργιών) για λογισμικά ανοικτού κώδικα και προγραμματίζονται χρησιμοποιώντας μια προγραμματιστική γλώσσα βασισμένη στο Wiring, παρόμοια του C++ με απλοποιήσεις σε ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον. To Arduino λοιπόν είναι μια απλή μητρική πλακέτα (single-board) ανοικτού κώδικα με ενσωματωμένο μικρό-ελεγκτή, εισόδους και εξόδους και μπορούν να προγραμματιστούν με την γλώσσα wiring που ουσιαστικά είναι η γλώσσα προγραμματισμού C++ και ένα σύνολο βιβλιοθηκών προγραμματισμού. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη διαδραστικών αντικειμένων αλλά μπορεί επίσης να συνδέεται με τον υπολογιστή με κάποια προγράμματα που διατίθενται για την πλακέτα αυτή. Επειδή είναι ανοικτού κώδικα, οι κώδικες και τα διαγράμματα για τον προγραμματισμό τους είναι ελεύθερα και ο κάθε προγραμματιστής ή σχεδιαστή ή όποιος άλλος νιώθει μια τέτοια ανάγκη μπορεί να το αποκτήσει και να το προγραμματίσει ανάλογα με το πως τον εξυπηρετεί καθώς αυτό πωλείται προσυναρμολογημένα. Η πλακέτα Arduino αποτελείται από έναν μικρό-ελεγκτή Atmel AVR (ΑΤmega328 ή ΑΤmega168 ή ATmega8) και συμπληρωματικά εξαρτήματα για την διευκόλυνση του χρήστη στον προγραμματισμό και στην ενσωμάτωση σε άλλα κυκλώματα. Οι τροφοδοσία της πλακέτας γίνεται από τον ρυθμιστή τάσης στα 5V και έναν ταλαντωτή 16MHz. Η πλακέτα είναι εξ αρχής προγραμματισμένη με έναν bootloader για να μην χρειάζεται εξωτερικός προγραμματιστής και αυτό είναι ένα από τα στοιχεία που κάνουν πολύ σημαντική την πλακέτα αυτή. Στην πλακέτα του Arduino όλες οι πλακέτες μπορούν να ρυθμιστούν και να προγραμματιστούν με σειριακή σύνδεση. Ο τρόπος βέβαια αλλάζει από πλακέτα σε πλακέτα. Τα σημερινά Arduino όμως προγραμματίζονται με μια πλέον συνηθισμένη σύνδεση USB και αυτό επιτυγχάνεται μέσω εφαρμογής προσαρμοστικών chip που μετατρέπει την σύνδεση usb σύνδεση σε σειριακή. Η πλακέτα Arduino όμως δεν είναι μόνο μια εκδοχή, υπάρχουν διάφορα μεγέθη τα οποία έχουν και παρόμοιες λειτουργίες. Αλλάζει όμως το ποσό των υποδοχών και το ύψος της απόδοσης της κάθε πλακέτας. Έτσι για παράδειγμα το μίνι- Arduino έχει διαφορετικό τρόπο σύνδεσης από ότι η κανονική πλακέτα, δηλαδή το μίνι- Arduino συνδέεται με ένα αφαιρούμενο καλώδιο ή πλακέτα ή Bluetooth ενάντιά της κανονικής πλακέτας που έχει ενσωματωμένη θύρα σύνδεσης για ηλεκτρονικό υπολογιστή και ύστερο τον προγραμματισμό της. Στο πίνακα του Arduino μπορούν να ενσωματωθούν περισσότεροι μικρό-ελεγκτές pins I/O για χρήση από άλλα κυκλώματα. Η κανονική πλακέτα Arduino UNO για παράδειγμα διαθέτει Σελίδα 53

55 12 μικρό ελεγκτές από μόνη της. Οι 6 ελεγκτές είναι για αναλογικά δεδομένα και οι υπόλοιποι 6 για ψηφιακά διαμορφωμένα σήματα. Όλα τα pins βρίσκονται στην κορυφή της πλακέτας με φιλικές κεφαλές 2,2 χιλιοστών. Ενώ στο Arduino ΝΑΝΟ και στο Boarduino Boards υπάρχουν αρσενικές κεφαλές για να μπορούν να συνδεθούν περισσότερα Breadboards ( είναι πλακέτα για να μπορούν να συνδεθούν περισσότερα κυκλώματα, φανταστείτε το πολύπριζο που βάζουμε στα σπίτια μας για να μπορούμε να συνδέσουμε περισσότερες ηλεκτρονικές συσκευές από ένα σημείο στον τοίχο). Υπάρχουν πάρα πολλές πλακέτες υποστήριξης του Arduino και οι χρήστες μπορούν να της χρησιμοποιούν ανάλογα με τις ανάγκες και τα προβλήματα που έχουν να λύσουν. Υπάρχουν ακόμα και συστήματα Arduino που είναι ισάξια ενός προσωπικού υπολογιστή. Πολλοί είναι αυτοί που έχουν κατασκευάσει ρομπότ με πλακέτες Arduino και πολλοί άλλοι τις έχουν χρησιμοποιήσει για εκπαιδευτικούς σκοπούς έτσι ώστε να απλοποιήσουν την εκμάθηση. Όπως αναφέραμε και λίγο πιο πάνω, υπάρχουν διάφορα μεγέθη πλακετών Arduino η κάθε μία με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της. Κάποιες είναι λίγο μεγαλύτερες από 6 ίντσες (σε διαγώνιο) ενώ άλλες είναι λίγο μεγαλύτερες από ότι τα κέρματα. Η λίστα των πλακετών Arduino που κυκλοφορούν μέχρι σήμερα είναι: Απλές πλακέτες, οι οποίες κάνουν απλές λειτουργίες: o Arduino UNO board o Arduino 101 board o Arduino PRO board o Arduino PRO MINI module o Arduino Micro module o Arduino NANO module o Arduino STARTER KIT o Arduino MOTOR SHIELD Πλακέτες για ενισχυμένα χαρακτηριστικά: o Arduino MEGA module o Arduino ZERO module o Arduino DUE module o Arduino PROTO SHIELD Πλακέτες για το ίντερνετ των πραγμάτων (Internet of Things): o Arduino YUN board o Arduino MKR1000 module o Arduino ETHERNET SHIELD o Arduino GSM SHIELD o Arduino WIFI SHIELD 101 Πλακέτες για φορητά αντικείμενα (έξυπνο ρολόι κ.τ.λ.): o Arduino GEMMA board o LILYPAD Arduino USB board o LILYPAD Arduino MAIN board o LILYPAD ARDUINO SIMPLE board o LILYPAD ARDUINO SIMPLE SNAP board Πλακέτα για τρισδιάστατη εκτύπωση: o MATERIA 101 kit Σελίδα 54

56 Πέρα από την ταξινόμηση σε μέγεθος και σε δυνατότητες στην παραπάνω ταξινομημένη λίστα βλέπουμε και μια κατηγοριοποίηση σε: Board, Module, Shield και Kit. Τα boards είναι οι πλακέτες, τα modules είναι οι πλακέτες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ανεξάρτητα αλλά κυρίως ενσωματώνονται πάνω στις πλακέτες (boards). Τα Kit είναι πλακέτες μαζί με άλλα εξαρτήματα όπου προμηθεύονται κυρίως για αυτούς που κάνουν τα πρώτα τους βήματα πάνω σε αυτήν την τεχνολογία και τα Shield δεν μπορούν να δουλέψουν ανεξάρτητα αλλά ενσωματώνονται πάνω στην κεντρική πλακέτα (board) για να προσφέρει έξτρα λειτουργίες στο σύστημα που θα φτιάξει ο χρήστης. Εικόνα 3.1.1: Arduino UNO η πιο πολύ χρησιμοποιούμενη πλακέτα της εταιρείας. Εικόνα 3.1.2: Arduino NANO η πιο μικρή πλακέτα (1.85 X 4.3 εκ.) της εταιρείας. Οι παραπάνω πλακέτες που απεικονίζονται στις εικόνες είναι οι πλακέτες που έχουν τραβήξει την περισσότερη προσοχή. Η Arduino UNO είναι αυτή που χρησιμοποιείτε περισσότερο από όλες τις υπόλοιπες καθώς υποστηρίζει πάρα πολλές ενσωματώσεις. Ενώ η Arduino NANO είναι η μικρότερη της εταιρείας καθώς για μικρά αντικείμενα και για λειτουργίες που θέλουν να κρυφτούν καθώς η σημερινή εποχή απαιτεί μικρά αντικείμενα να έχουν υψηλές επιδόσεις, είναι η καταλληλότερη της σειράς πλακετών. Παρακάτω απεικονίζονται τεχνικές πληροφορίες για Arduino UNO πρώτα και Arduino NANO ύστερα. Arduino UNO Τεχνικά Χαρακτηριστικά Μικρό-Ελεγκτής AT mega 328P Τάση Λειτουργίας 5V Τάση εισόδου (προτεινόμενη) 7-12V Τάση εισόδου (όριο) 6-20V Ψηφιακά I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output) PWM Ψηφιακά I/O Pins 6 Αναλογικά Pins 6 Κατανάλωση ανά I/O Pin 20 ma Κατανάλωση ανά 3.3V Pin 50 ma Μνήμη SRAM 2 KB (ATmega328P) EEPROM 1 KB (ATmega328P) Ταχύτητα 16 MHz Μήκος 68.6 χιλιοστά Πλάτος 53.4 χιλιοστά Βάρος 25 γραμμάρια 32 KB (ATmega328P) όπου τα 0.5 KB χρησιμοποιούνται από το bootloader Πίνακας 3.1.1: Arduino UNO, πίνακας τεχνικών χαρακτηριστικών. Σελίδα 55

57 Arduino NANO Τεχνικά Χαρακτηριστικά Μικρό-Ελεγκτής Atmel ATmega168 ή ATmega328 Τάση Λειτουργίας 5 V Τάση εισόδου (προτεινόμενη) 7-12 V Τάση εισόδου (όριο) 6-20 V Ψηφιακά I/O Pins 14 (όπου τα 6 διατίθενται για PWM εξόδους) Αναλογικά Pins 8 Κατανάλωση ανά I/O Pin 40 ma 16 KB (ATmega168) ή 32 KB (ATmega328) όπου 2 KB Μνήμη Flash χρησιμοποιούνται για το bootloader SRAM 1 KB (ATmega168) ή 2 KB (ATmega328) EEPROM 512 bytes (ATmega168) ή 1 KB (ATmega328) Ταχύτητα 16 MHz Διαστάσεις 1.85 x 4.31 εκατοστά Μήκος 45 χιλιοστά Πλάτος 18 χιλιοστά Βάρος 5 γραμμάρια Πίνακας 3.1.2: Arduino NANO, πίνακας τεχνικών χαρακτηριστικών. Για αυτήν την εργασία θεωρούμε πιο κατάλληλη την χρήση της πλακέτας Arduino NANO, καθώς το μέγεθος της είναι ιδανικό για τέτοιου είδους προϊόντα. Για το λόγο αυτό θα λίγο πιο αναλυτικά τις δυνατότητες του Arduino NANO. Παρακάτω βλέπουμε αναλυτικά όλους τους εισόδους που μπορεί να δεχτεί αναλυτικά.: Εικόνα 3.1.3: Arduino NANO σε τεχνικό σχέδιο. Σελίδα 56

58 Πίνακας 3.1.3: Arduino NANO, πίνακας συνδέσεων των PINS. Arduino ULTRA SONIC sensor Η πλακέτα Arduino ULTRASONIC sensor ανήκει στην κατηγορία των modules και είναι μια πλακέτα υπερήχων για να μετράει την απόσταση. Είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος να ανιχνεύσει κανείς την παρουσία των κοντινών αντικειμένων και την απόσταση τους. Χρησιμοποιούνται πολύ συχνά στα ρομπότ για να ανιχνεύσουν αντικείμενα ή να αποφύγουν συγκρούσεις για να κάνει τις κατάλληλες κινήσεις. Στην πλακέτα επάνω υπάρχουν δύο μετατροπείς, ουσιαστικά υπάρχει ένα ηχείο και ένα μικρόφωνο που στέλνει και λαμβάνει υπέρηχους μέσω αυτών. Ο υπέρηχος είναι ήχος υψηλής συχνότητας (40 KHz). Πραγματοποιείται μια έκρηξη των ηχητικών κυμάτων 8 κύκλων συνήθως και που αποστέλλονται από των ανιχνευτή μετάδοσης. Στην συνέχεια ο μετατροπέας κάνει λήψη των κυμάτων (ακούει) τους ήχους που έχουν αποσταλεί. Η απόσταση υπολογίζεται με την εξής φόρμουλα: L = C x T/2, όπου L είναι το μήκος, C είναι η ταχύτητα του ήχου στον αέρα και Τ είναι η διαφορά του χρόνου από την μετάδοση έως την λήψη του χρόνου. Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα σε θερμοκρασία δωματίου 20 ο Κελσίου είναι C=344 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα επηρεάζεται από την πυκνότητα του αέρα, έτσι για υψηλές ακρίβειες θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψιν και η θερμοκρασία του χώρου ή του ηλεκτρονικού κυκλώματος. Εικόνα 3.1.4: Η πλακέτα Arduino ULTRASONIC sensor. Αριστερά βρίσκετε το μικρόφωνο που κάνει λήψη των ηχητικών κυμάτων και αριστερά βρίσκεται το ηχείο που αποστέλλει τα ηχητικά κύματα. Εικόνα 3.1.5: Το σχέδιο και οι σχηματικές αναπαραστάσεις λειτουργίας της πλακέτας Arduino ULTRASONIC sensor. Σελίδα 57

59 SparkFun Audio-Sound Breakout WTV020SD To WTV020SD είναι μια μικρή και απλή πλακέτα ενσωμάτωσης ήχων προς αναπαραγωγή. Παρόμοιες πλακέτες χρησιμοποιούνται και σε παιδικά παιχνίδια τα οποία βγάζουν διάφορες φωνές για να διασκεδάζουν τα παιδιά. Η πλακέτα έχει ενσωματωμένο βύσμα μπαταρίας και μια υποδοχή κάρτας μνήμης micro-sd. Στην κάρτα μνήμης αποθηκεύονται οι ήχοι στην συνέχεια με προγραμματισμό αναπαράγονται οι ήχοι. Η αναπαραγωγή των ήχων μπορεί να γίνει είτε σειριακά είτε με λειτουργία κλειδί (key-mode). Στην λειτουργία κλειδί μπορεί να αναπαράγει συνεχόμενη αναπαραγωγή ενώ μπορούν να ενσωματωθούν και κουμπιά προς αναπαραγωγή και αλλαγή κομματιών ήχου. Ενώ στην σειριακή λειτουργία μπορεί να γίνει αναπαραγωγή μέσω της 2-wire σύνδεσης σε κάθε μικρόελεγκτή μέσω των γραμμών DATA και CLK. Ενώ οι εντολές αναπαραγωγής δίνονται από τον μικρό-ελεγκτή με προγραμματισμό. Η πλακέτα ήχου έχει ενσωματωμένο 4-bit 6-32kHz κάρτα ήχου οπότε παίζει αρχεία ήχου WAV στα 4-bit ADPCM. Οι διαστάσεις της πλακέτας ανέρχονται μόλις στα 2,1 x 4,1 εκατοστά. Η έξοδος του ήχου γίνεται είτε μέσω ηχείο που ενσωματώνεται μετά, είτε κατευθύνεται προς κάποια άλλη συσκευή. Εικόνα 3.1.6: Η πλακέτα WTV020SD σε μπροστινή οριζόντια όψη. Εικόνα 3.1.7: Η πλακέτα WTV020SD σε πίσω κάθετη όψη. Arduino Bluetooth HC05 Module Το Arduino Bluetooth είναι μια πλακέτα η οποία ενσωματώνεται σε μια άλλη πλακέτα Arduino και επιτρέπει ασύρματες συνδέσεις. Παλαιότερα το Arduino BT δεν επέτρεπε να συνδεθούν εξωτερικές συσκευές όπως ασύρματα ακουστικά κ.τ.λ. Υπήρχε όμως ανάγκη να μπορούν οι χρήστες και οι πειραματιστές να κάνουν δοκιμές και να σχεδιάσουν συστήματα τα οποία θα υποστήριζαν όλα όσα υποστηρίζει η ασύρματη τεχνολογία Bluetooth. To Bluetooth είναι μια ασύρματη τηλεπικοινωνιακή τεχνολογία μικρών αποστάσεων που μπορεί να μεταδώσει σήματα μέσω μικροκυμάτων σε ψηφιακές συσκευές. Το Bluetooth δηλαδή είναι ένα πρωτόκολλο το οποίο παρέχει ασύρματη επικοινωνία ανάμεσα σε: κινητά τηλέφωνα, υπολογιστές, φωτογραφικές μηχανές, εκτυπωτές, ακουστικά κ.τ.λ., μέσω μιας παγκοσμίως διαθέσιμης χωρίς ειδική άδεια από την ΕΕΤΤ (Εθνική Επιτροπή Τηλεπικοινωνιών και Ταχυδρομείων) ραδιοσυχνότητας μικρής εμβέλειας. Το Bluetooth δηλαδή παρέχει ασύρματη δικτύωση ανάμεσα σε συσκευές. Σελίδα 58

60 H πλακέτα HC05 module παρέχει αυτήν την ολοκληρωμένη τεχνολογία ασύρματης σύνδεσης και μπορεί να λειτουργήσει ενσωματωμένα πάνω σε κάποια Arduino board πλακέτα. Αυτή η πλακέτα βασίζεται σε ραδιοσυχνότητα 2.4 GHz. Πρόκειται για ένα σύνθετο ολοκληρωμένο κύκλωμα που χρησιμοποιεί μια 8 Mbit μνήμη Flash. Η τάση λειτουργίας του είναι στα 3.3 V και οι διαστάσεις του είναι μόλις 3 x 1.2 εκατοστά. Η εμβέλεια συνδεσιμότητάς αυτής της ασύρματης τεχνολογίας είναι 9 μέτρα περίπου. Παρακάτω απεικονίζεται η εμβέλεια συνδεσιμότητας. Επειδή όμως η πλακέτα δεν διαθέτει PINS, συνοδεύεται και με ένα καλώδιο το οποίο καθιστά δυνατή την σύνδεση με PINS των άλλων πλακετών. Εικόνα 3.1.8: Η εμβέλεια συνδεσιμότητας Bluetooth. Η Κίτρινη κουκκίδα απεικονίζει την θέση του Bluetooth. Εικόνα 3.1.9: Η πλακέτα Bluetooth HC05 Module και το συνοδευτικό καλώδιο που επιτρέπει την σύνδεση σε PINS άλλης πλακέτας. Vibration motor-μοτέρ δόνησης Tο μοτέρ δόνησης είναι ιδανικό για μη ευδιάκριτους δείκτες. Χρησιμοποιείτε σε πάρα πολλές εφαρμογές και κυρίως στα κινητά τηλέφωνα. Ενώ αυτό που κάνει είναι απλά να δημιουργεί δόνηση όταν αλλάξει η κατάσταση κάποιας εφαρμογής ή αν αλλάξουν τα δεδομένα που δίνει κάποιος αισθητήρας καθώς τα όρια του αισθητήρα για να προκληθεί δόνηση τα ορίζουν οι τεχνικοί ή οι προγραμματιστές. Όλα τα κινούμενα μέρη που προκαλούν την δόνηση φυλάσσονται στο εσωτερικό κέλυφος του μοτέρ. Με μια τάση ρεύματος 2 έως 3.6 V που εισέρχεται μέσω των καλωδίων στο μοτέρ όλα τα κινούμενα μέρη του αρχίζουν και τινάζονται μέσα στο κέλυφος. Έτσι αρχίζει και δονείτε ολόκληρο το μοτέρ. Ανάλογα την τάση ρεύματος που εισέρχεται μέσα στο κέλυφος δημιουργείτε ανάλογα μαλακή ή σκληρή δόνηση στο μοτέρ. Το μοτέρ μπορεί να συνδεθεί σε πλακέτα Arduino και να προγραμματιστεί έτσι ώστε να δημιουργεί δονήσεις ανάλογα κάποιον μεταβλητών που θα λαμβάνει από τους αισθητήρες που έχει συνδεδεμένους πάνω της η πλακέτα. Εικόνα : Το μοτέρ δόνησης και το μικρό μέγεθος του συγκριτικά πάνω σε ένα κέρμα. Σελίδα 59

61 3G + GPS SHIELD για Arduino Στα πλαίσια του ίντερνετ των πραγμάτων (internet of things) οι κατασκευαστές για να αυξήσουν την αλληλεπίδραση των χρηστών με τα αντικείμενα δημιούργησαν την πλακέτα 3G + GPS SHIELD έτσι ώστε τα αντικείμενα να μπορούν να συνδέονται στο ίντερνετ όπου και αν βρίσκονται και να είναι γνωστή η τοποθεσία τους ανά πάσα στιγμή. Η πλακέτα αυτή συνδέεται στα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας με ταχύτητα λήψης HSPA (High Speed Packet Access Πρόσβαση Υψηλής Ταχύτητας Λήψης Πακέτων) που φθάνει την ταχύτητα έως 7,2 Mbps. Επίσης η πλακέτα υποστηρίζει και GPS (Global Pointing System Παγκόσμιο Σύστημα Στιγματοθέτησης) όπου είναι ένα παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού γεωγραφικής θέσης. Το GPS μπορεί να συνεργαστεί και με το δίκτυο κινητής τηλεφωνίας για υψηλότερη ακρίβεια θέσης. Η πλακέτα πέρα από τις συνδέσεις που κάνει είτε με τα δίκτυο κινητής τηλεφωνίας είτε με το σύστημα δορυφόρων του GPS, μπορεί επίσης να της ενσωματωθεί μικρόφωνο, μικρό και μεγάλο ηχείο, κάρτα μνήμης με χώρο αποθήκευσης έως 32 GB και κάμερα ανάλυσης 2Mp. Στον παρακάτω πίνακα βλέπουμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά της πλακέτας αυτής. Συνδέσεις Πλοήγηση Κάμερα Media Αποθήκευση Συμβατότητα Εξυπηρετητές Μεταφορά Ηλ. Ταχυδρομείο Αναπαραγωγή Διαστάσεις 3G + GPS shield Τεχνικά Χαρακτηριστικά WCDMA 3G και HSPA GPS, A-GPS και S-GPS 2MP για λήψη φωτογραφιών και βίντεο Μικρόφωνο, Ηχείο, Ακουστικά Μνήμη micro SD έως 32GB Linux, Windows και MacOS Άμεση σύνδεση σε HTTP/HTTPS Άμεση λήψη και αποστολή αρχείο από FTP/FTPS Αποστολή και λήψη ηλ. ταχυδρομείου POP3/SMTP Αναπαράγει και συμπιεσμένα αρχεία ήχου 7.8 x 5.4 x 1.5 εκατοστά Πίνακας 3.1.4: Τεχνικά Χαρακτηριστικά της πλακέτας 3G + GPS SHIELD Εικόνα : Τα εξαρτήματα που μπορούν να συνδεθούν στην πλακέτα. Σελίδα 60

62 Εικόνα : Όλα τα εξαρτήματα συνδεδεμένα πάνω στην πλακέτα. MB1260 XL- MaxSonar Arduino Είναι ίσως ο πιο μικρός, ο ευρύτερος και ο πιο ευαίσθητος αισθητήρας και μετρητής αποστάσεων που χρησιμοποιεί την τεχνολογία sonar που έχουμε περιγράψει παραπάνω. Είναι άριστη επιλογή καθώς προσφέρει ευρεία και αξιόπιστη ανίχνευση ανθρώπων, εμποδίων και αντικειμένων. Πέρα από την κοντινή ανίχνευση εμποδίων μπορεί να ανιχνεύσει και αντικείμενα έως και 10,6 μέτρα. Αυτό που το κάνει άριστη επιλογή είναι το πολύ μικρό μέγεθος καθώς και η δυνατότητα σύνδεσης του και σε άλλες πλακέτες εκτός του Arduino. Ο αισθητήρας του είναι μικρός όμως έχει πολύ υψηλή παραγωγική και ακουστική δύναμη, καθώς διαθέτει αλγόριθμους για αυτόματη αυτονομία σε υπόβαθρο (real time background), αυτόματη ανάλυση κυμάτων ήχου (real time waveform analysis), αυτόματη αγνόηση θορύβων (real time noise free) από ψηφιακούς ή ακουστικούς ήχους και όλες αυτές τις επεξεργασίες τις κάνει σε πραγματικό χρόνο. Ο αισθητήρας μπορεί να προγραμματιστεί για να στέλνει ανάλογες εντολές (ήχος, δόνηση, κ.τ.λ.) ύστερα από προγραμματισμό, κυκλοφορεί στην αγορά όμως διαμετρημένος και ρυθμισμένος. Στον παρακάτω πίνακα βλέπουμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά του αισθητήρα αυτού: MB1260 XL-MaxSonar Τεχνικά Χαρακτηριστικά Μικρότερη εμβέλεια 1 εκατοστό Συχνότητα Ανάγνωσης 10Hz Συχνότητα Sonar 42kHz Ultrasonic sensor για μέτρηση αποστάσεων αντικειμένων Πιστοποίηση RoHS Ανάγνωση Από τους 3 εξόδους: Αναλογικά Volt, RS232 Σειριακά, Παλινδρομικό πλάτος Νεκρή Ζώνη Δεν υπάρχει Λειτουργία 3.3 με 5.5V Βαθμονόμηση Σε πραγματικό χρόνο (τάση, υγρασία, θόρυβοι περιβάλλοντος) Φίλτρο φιλτράρισμα λογισμικού για καλύτερη ανοχή του θορύβου και απόρριψη θορύβων Υψηλότερη εμβέλεια 1068 εκατοστά Διαστάσεις 2,2 x 2 x 2,5 Πίνακας 3.1.5: Τεχνικά Χαρακτηριστικά της πλακέτας MB1260 XL-MaxSonar Σελίδα 61

63 Εικόνα : Ο μικρός αισθητήρας MB1260 XL-MaxSonar (αριστερά) και οι διαστάσεις του (δεξιά). Arduino 6DOF MPU-6050 τρι-αξονικό επιταχυνσιόμετρο με γυροσκόπιο Το επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων αποτελείται από ένα μείγμα ελαστικών στοιχείων και από την δύναμη της βαρύτητας. Μόλις κάποιο από τα ελαστικά στοιχεία υποστεί τη δύναμη της βαρύτητας προσφέρει πλήρες πληροφορίες για την θέση του στο χώρο (x, y, z). Το επιταχυνσιόμετρο σήμερα είναι πολύ διαδεδομένο και χρησιμοποιείτε συνήθως από κινητές ή φορητές συσκευές. Το γυροσκόπιο μπορεί να διατηρηθεί σταθερό στον προσανατολισμό του μέσω περιστροφής μερών του και της αρχής της διατήρησης στροφορμής. Πολύ χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η γυροσκοπική πυξίδα όπου οι ενδείξεις της μετά από κάποιο καιρό θεωρούνται αληθείς με συνέπεια να μην χρειάζεται ρύθμιση όπως η μαγνητική πυξίδα. Η μονάδα αυτή που λειτουργεί μέσω κάποιας πλακέτας Arduino δίνει πληροφορίες για το επιταχυνσιόμετρο και για το γυροσκόπιο που έχει ενσωματωμένα πάνω της. Παρακάτω βλέπουμε τον πίνακα με τα τεχνικά χαρακτηριστικά της: Arduino 6DOF MPU-6050 Επεξεργαστής: MPU-6050 Εξαγωγή δεδομένων: 16-bit data output Μετατροπέας: 16bit AD converter-chip Τάση λειτουργίας : 3-5v Επικοινωνία IIC communication protocol standard Εύρος γυροσκοπίου: ± / δευτερόλεπτο Εύρος Επιταχυνσιόμετρου: ± 2 ± 4 ± 8 ± 16g Μέγεθος: 2 x 1.6 x 0.1 χιλιοστά Φτιάχνεται με τμήματα χρυσού PCB για βελτιστοποίηση ποιότητας Πίνακας 3.1.6: Τεχνικά Χαρακτηριστικά της πλακέτας Arduino 6DOF MPU-6050 Εικόνα : Η μονάδα επιταχυνσιόμετρου και γυροσκοπίου για Arduino. Σελίδα 62

64 3.2 Ενέργεια, Μπαταρίες και Φόρτιση Ενέργεια. Ο ηλεκτρικός συσσωρευτής είναι η συσκευή στην οποία αποθηκεύεται χημική ενέργεια και την απελευθερώνει ύστερα σε μορφή ηλεκτρισμού. Χρησιμοποιούνται ηλεκτροχημικές διατάξεις με την γαλβανική στήλη. Το πρώτο ξεκίνημα έγινε με την κατασκευή της Βολταϊκής στήλης από τον Αλεσάντρο Βόλτα. Ο Αλεσάντρο Βόλτα ήταν Ιταλός φυσικός και εισήγαγε έννοιες δυναμισμού τάσεις και της ηλεκτρικής χωρητικότητας. Συμμετείχε και ασχολήθηκε με πειράματα σχετικά με τον ατμοσφαιρικό και ζωικό ηλεκτρισμό. Το 1800 ανακοίνωσε την πρώτη πηγή συνεχούς ρεύματος με ηλεκτρόδια από χαλκό, ψευδάργυρο και ηλεκτρολύτη θειικό οξύ. Από το 1800 έως σήμερα λοιπόν έχουν γίνει πάρα πολλές εξελίξεις τεχνολογικά και οι μπαταρίες έχουν μπει σε κάθε τσέπη του ανθρώπου. Η κάθε φορητή συσκευή που χρησιμοποιούμε σήμερα λειτουργεί με μπαταρία. Η ανάγκη του ανθρώπου να αποθηκεύει ενέργειες σε κάθε μορφή της, υπήρχε ανέκαθεν στο ένστικτο του από την αρχή της ανθρωπότητας. Κυρίως από τότε που εφευρέθηκε το ηλεκτρικό ρεύμα η ανάγκη αυτή έγινε ακόμα μεγαλύτερη. Ο Αλεσάντρο Βόλτα βρήκε την πρώτη μπαταρία όμως πως λειτουργεί; Η απάντηση είναι η εξής: Κάθε στοιχείο έχει μια διαφορά δυναμικού, διαφορά η οποία έχει ονομαστεί ως Τάση (Volts - V) και εξαρτάται από την χημική σύνθεση των δύο ηλεκτροδίων. Η τάση είναι ονομαστική στην πραγματικότητα όταν το στοιχείο έχει ενέργεια η τάση θα είναι λίγο μεγαλύτερη, ενώ όταν αποφορτώνει η τάση είναι λίγο λιγότερη. Η χωρητικότητα επίσης είναι πολύ σημαντικό στοιχείο και δείχνει τη θεωρητική διάρκεια που μπορεί να ξεπορτίζετε μια μπαταρία με σταθερό ρεύμα. Δηλαδή η χωρητικότητα είναι το γινόμενο του χρόνου σε ώρες «h» ή λεπτά «min» επί την τάση του ρεύματος σε αμπέρ «Α» ή σε μίλι αμπέρ «ma» έτσι εκφράζεται σε αμπερώρια «Ah» ή σε μίλι αμπερώρια «mah». Για παράδειγμα μία μπαταρία με χωριτικότητα 500 mah μπορεί να δίνει ρεύμα για 500 mah για 1 ώρα ή 250 mah για 2 ώρες ή 50 mah για 10 ώρες κ.τ.λ. Όσο μεγαλώνει το ρεύμα εκφόρτωσης τόσο μειώνεται ο θεωρητικός χρόνος και αντίστροφα όσο μικραίνει το ρεύμα τόσο μεγαλώνει ο χρόνος. Τελευταίο και σημαντικό στοιχείο για τις μπαταρίες είναι η ενέργεια. Η ενέργεια της μπαταρίας ισούται με το γινόμενο της τάσης επί την χωρητικότητα της ( V x Ah ). Επειδή όμως V x A = W η σωστή μονάδα μέτρησης της ενέργειας είναι Wh. Έστω για παράδειγμα όμως ότι έχουμε μια μπαταρία με 4 στοιχεία και με 8 στοιχεία όπου το κάθε στοιχείο έχει χωρητικότητα 0,5Ah αν και θα έχουν την ίδια χωρητικότητα δεν θα έχουν την ίδια ενέργεια. Στην πρώτη περίπτωση έχουμε 4,8V X 0,5Ah = 2,4Wh ενώ στην δεύτερη περίπτωση 9,6 x 0,5Ah = 4,8Wh. Σε μια τρίτη περίπτωση με 4 στοιχεία των 1,0 Ah η ενέργεια θα ήταν 4,8V x 1,0 Ah = 4,8Wh δηλαδή όσο και η δεύτερη περίπτωση. Τα είδη των μπαταριών είναι αρκετά αλλά κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες, τις Πρωτογενείς και τις Δευτερογενείς. Μπαταρίες. Οι πρωτογενείς μπαταρίες είναι οικιακής χρήσης και χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικές συσκευές, φωτογραφικές μηχανές, στα ρολόι κ.τ.λ. Οι περισσότερες αυτής της κατηγορίας είναι κυλινδρικές, επίπεδες ή κουμπιά με χωρητικότητα κάτω των 20 Ah. Σε αυτήν την κατηγορία πραγματοποιηθεί η χημική αντίδραση δεν μπορεί να αναστραφεί, έτσι όταν εξαντληθεί η χημική ενέργεια, δεν μπορεί να ξανά-χρησιμοποιηθεί με τον ίδιο τρόπο. Για το λόγο αυτό τα στοιχεία του πρωτογενούς ονομάζονται ξηράς. Σελίδα 63

65 Οι πρωτογενείς μπαταρίες είναι εύκολες και απλές στην χρήση τους και έχουν λίγες απαιτήσεις στην συντήρηση. Μπορούν να έχουν το σχήμα που μπορεί να προσαρμόζεται στην συσκευή που είναι να τοποθετηθούν. Έχουν αξιοπιστία και αποδεκτό κόστος σε συνάρτηση με καλή διάρκεια ζωής, πυκνότητα ενέργειας και ισχύος. Οι πιο γνωστές πρωτογενείς μπαταρίες είναι: Ψευδάργυρου / Άνθρακα (Zn/C): Είναι οι μπαταρίες με την μικρότερη διάρκεια ζωής. Ψευδάργυρου / Χλωριδίου (Zn/Cl): Έχει λίγο μεγαλύτερη διάρκεια και χρησιμοποιείται μια μεγαλύτερες απαιτήσεις. Αλκαλικές Μαγγανίου: Φιλικότερες στο περιβάλλον και λίγο μεγαλύτερες σε χωρητικότητα σε σχέση με τις προηγούμενες. Αργύρου: χρησιμοποιούνται κυρίως σε ρολόγια, είναι σε σχήμα κουμπιού και περιέχουν οξείδιο αργύρου. Λιθίου: Μεγάλης διάρκειας ζωής. Περιέχουν μεταλλικό λίθιο και χρησιμοποιούνται ευρέως στον φωτογραφικό εξοπλισμό και στα κινητά τηλέφωνα. Ψευδάργυρου αέρα: επίσης σε σχήμα κουμπιού και αντί το θετικό πόλο χρησιμοποιούνε το οξυγόνο του αέρα. Υδράργυρου: Χρησιμοποιούνται κυρίως σε ιατρικές συσκευές (όπως ακουστικά βαρηκοΐας και εμπεριέχουν διοξείδιο υδραργύρου. Οι Δευτερογενείς μπαταρίες επαναφορτίζονται ηλεκτρικά και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σχεδόν παντού. Τα στοιχεία στις δευτερογενές όταν αποδώσουν την χημική τους ενέργεια μπορούν να επανέλθουν στην αρχική τους κατάσταση. Αυτό επιτυγχάνεται αντιστρέφοντας την διαδικασία, δηλαδή δίνοντας του ηλεκτρική ενέργεια που αποθηκεύεται σε αυτά τα στοιχεία σαν χημική ενέργεια. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται σαν φόρτιση ή επαναφόρτιση. Για το λόγο αυτό οι δευτερογενείς μπαταρίες ονομάζονται και συσσωρευτές. Οι δευτερογενείς μπαταρίες χωρίζονται σε τρία βασικά συστήματα: Επαναφορτιζόμενο σύστημα νικελίου - καδμίου (Ni-Cd): Είναι οι πρώτες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες που χρησιμοποιούνται κυρίως σε ηλεκτρικά εργαλεία, φορητά τηλέφωνα, φορητούς υπολογιστές κ.λ.π. Έχουν διάρκεια ζωής 4 με 5 χρόνια. Το κάδμιο που εμπεριέχουν είναι βλαβερό για το περιβάλλον και για αυτό γίνεται μια προσπάθεια απόσυρσης τους από την αγορά. Επαναφορτιζόμενο σύστημα μόλυβδου (Pb): Η μεγαλύτερη προσφορά αυτής της τεχνολογίας έγινε στα αυτοκίνητα, καθώς τα περισσότερα αυτοκίνητα έχουν μπαταρία με αυτό το σύστημα. Επειδή όμως και ο μόλυβδος είναι βλαβερός για το περιβάλλον γίνεται μεγάλη προσπάθεια ανακύκλωσης αυτών των μπαταριών. Σύστημα νικελίου μετάλλου υδριδίου (NiMH): Έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και είναι φιλικότερες προς το περιβάλλον από το πρώτο σύστημα επαναφορτιζόμενων. Έτσι είναι υποψήφιες να τις αντικαταστήσουν. Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες έχουν πολλά οικονομικά και τεχνολογικά πλεονεκτήματα, καθώς η ίδια η μπαταρία μπορεί να χρησιμοποιηθεί πολλές φορές κάνοντας απόσβεση του κόστους αγοράς της πολύ γρήγορα. Λειτουργούν σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες και Σελίδα 64

66 έχουν πολύ υψηλή απόδοση στο μεγαλύτερο μέρος της λειτουργικής τους ζωής. Αυτό που προκαλεί έκπληξη είναι ότι το μεγαλύτερο μέρος των μπαταριών χρησιμοποιούνται στην βιομηχανία και από επαγγελματίες για φορητές συσκευές που χρειάζονται στην δουλειά τους. Μπαταρίες επίσης χρησιμοποιούνται ακόμα και για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, όπου αποθηκεύουν ρεύμα μέχρι αυτό να σταλεί στα σπίτια μας. Μερικές από της ηλεκτρικές συσκευές που χρησιμοποιούμε καθημερινά και όπου η λειτουργία τους απαιτεί ρεύμα είναι: Ραδιόφωνο, Φορητές συσκευές ήχου, Παιχνιδομηχανές τσέπης, Κινητά τηλέφωνα, Ασύρματα τηλέφωνα, Φορητοί υπολογιστές, Φακοί, Φωτογραφικές μηχανές, Βιντεοκάμερες, Τηλεχειριστήρια κ.λ.π. Φορτιστές Οι φορτιστές έχουν πάρει μια και καλή θέση στην ζωή μας. Καθώς οι φορητές συσκευές πληθαίνουν όλο και κάθε ημέρα. Η ανάγκη για επαναφόρτιση των φορητών συσκευών μας υπάρχει κάθε μέρα και έχουμε κάνει συνήθεια να κουβαλάμε μαζί μας ακόμα και τους φορτιστές μας. Ευτυχώς όμως πολλές εταιρείες στο World Mobile Congress το 2011 συμφώνησαν οι επόμενες συσκευές τους να έχουν κοινή υποδοχή φόρτισης, την πολύ συνηθισμένη πλέον mini usb. Πολλοί δημόσιοι χώροι έχουν ενσωματώσει ειδικές στήλες για φόρτιση της μπαταρίας των συσκευών, ενώ πολλοί χώροι διασκέδασης (καφετέριες κ.τ.λ.) έχουν ενσωματώσει πάνω στα τραπέζια φορτιστές για την φόρτιση των συσκευών. Το 2014 όμως άρχισε να μπαίνει και μια καινούργια έννοια φόρτισης των φορητών συσκευών, η πλέον νέα τεχνολογία ασύρματη φόρτιση. Η ασύρματη φόρτιση είναι μια επίπεδη βάση στην οποία ακουμπάει η φορητή συσκευή και φορτίζει χωρίς να συνδέσουμε κανένα βύσμα πάνω στην συσκευή. Οι συσκευές χρειάζονται να ακουμπάνε την βάση ή να είναι πολύ κοντά στην βάση της φόρτισης. Οι περισσότερες νέες συσκευές που κυκλοφορούν σήμερα όπως κινητά τηλέφωνα, ταμπλέτες, έξυπνα ρολόγια κ.τ.λ. συνοδεύονται και με την βάση της ασύρματης φόρτισης τους. Από την φυσική γνωρίζουμε πως ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός είναι δύο φαινόμενα που είναι παράλληλα. Δηλαδή αν εφαρμόσουμε ηλεκτρική τάση πάνω σε ένα τυλιγμένο καλώδιο αυτό δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. Το μαγνητικό πεδίο αυτό, μπορεί να είναι τόσο ισχυρό που να μπορεί να σηκώνει πάρα πολύ βαριά μεταλλικά αντικείμενα. Επειδή είναι παράλληλα ο ηλεκτρισμός με τον μαγνητισμός, μπορεί να ισχύει και το αντίθετο. Το μαγνητικό πεδίο δηλαδή μπορεί να δημιουργήσει ηλεκτρισμό. Πολύ χαρακτηριστικό πείραμα είναι ότι αν κινήσουμε μια μεταλλική ράβδο πάνω σε μαγνητικό πεδίο τότε αυτή η ράβδος δημιουργεί ηλεκτρική τάση. Ηλεκτρική τάση επίσης δημιουργείτε αν κρατήσουμε ακίνητη την ράβδο έτσι όμως οι πόλοι της ράβδου δεν μένουν σταθεροί και εναλλάσσονται. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και αυτή τη σχέση ηλεκτρισμού-μαγνητισμού εκμεταλλεύεται ένας ασύρματος φορτιστής για να μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια χωρίς να υπάρχει επαφή σε επίπεδο μέταλλο. Η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης είναι πάρα πολύ απλή. Η βάση φόρτισης είναι συνδεδεμένη κανονικά με καλώδιο στην πρίζα και περιέχει ένα πηνίο. Καθώς περνάει ρεύμα από αυτό το πηνίο δημιουργείτε μαγνητικό πεδίο. Επειδή το ρεύμα από την πρίζα είναι εναλλασσόμενο όμως, αντιστρέφεται και η πολιτικότητα του μαγνητικού πεδίου. Από την μεριά της συσκευής υπάρχει επίσης ένα πηνίο. Έτσι όταν ακουμπήσει πάνω στη βάση, το Σελίδα 65

67 πηνίο της βάσης επηρεάζει το πηνίο της συσκευής και επειδή αλλάζει η πολικότητα του δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο στο πηνίο της συσκευής. Εικόνα 3.2.1: Η βάση και το πηνίο του ασύρματου φορτιστή. Εικόνα 3.2.1: Το πηνίο της συσκευής για την ασύρματη φόρτιση. Το πλεονεκτήματα που έχει ένας ασύρματος φορτιστής είναι: η ευκολία να ακουμπήσει απλά η συσκευή πάνω στην βάση, δεν υπάρχει ανάγκη για μεταλλική επαφή, τα μεταλλικά μέρη είναι κολλημένα με πλαστικό και αυτό κάνει τις βάσεις αδιάβροχές και επίσης προστατεύει τις μεταλλικές επαφές από οξείδωση καθώς υπάρχει μηδενική φθορά με τον φορτιστή καλωδίου. Τα μειονεκτήματα όμως μιας τέτοιας συσκευής είναι ότι οι συσκευές δεν μπορούνε να χρησιμοποιούνται κατά την διάρκεια της φόρτισης καθώς χάνεται η επαφή των μαγνητικών πεδίων και επίσης λόγω της ηλεκτρικής επαγωγής αρκετή ηλεκτρική ενέργεια χάνεται ως θερμότητα. Έτσι αυξάνεται η κατανάλωση του ηλεκτρικού ρεύματος σε σχέση με τον απλό φορτιστή. Arduino Wireless Charging Module Τα Arduino που έχουν κάνει επανάσταση πάνω στην τεχνολογία, έχουν επινοήσει και έχουν εκδώσει και το δικό τους σύστημα ασύρματης φόρτισης. Το σύστημα Arduino wireless charging module μπορεί να εφαρμοστεί σε ηλεκτρονικές διάφορες συσκευές και ηλεκτρονικούς εξοπλισμούς που λειτουργούν με ηλεκτρικό ρεύμα. Αποτελείτε από δύο σπείρες πηνίου και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πομπός και ως δέκτης της ασύρματης φόρτισης. Λειτουργεί με σταθερή τάση ρεύματος των 5V και μέγιστο ρεύμα παραγωγής για την ασύρματη φόρτιση 600mA. Στο παρακάτω πίνακα βλέπουμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά της ενότητας ασύρματης φόρτισης για Arduino. Arduino Wireless Charging Module τάση εισαγωγής: 12Vdc τάση εισαγωγής (όριο): 13.5Vdc τάση παραγωγής: 5Vdc ρεύμα παραγωγής (μέγιστο): 600mA αυτεπαγωγή σπειρών για αποστολή σημάτων: 30uH μετάδοση-απολαβή σημάτων: 1-20mm δέκτης: 17*12*4 χιλιοστά διάμετρος σπειρών: 24*10*3 χιλιοστά ύψος σπειρών: 38 χιλιοστά πλάτος σπειρών: 2 χιλιοστά Πίνακας 3.2.1: Τεχνικά Χαρακτηρι στικά της πλακέτας Arduino 6DOF MPU-6050 Σελίδα 66

68 Είναι πολύ εντυπωσιακό που επίσης όπως παρατηρούμε στον πίνακα παραπάνω, το μέγεθος του συστήματος ασύρματης φόρτισης είναι πάρα πολύ μικρό σε μέγεθος. Επίσης η τάση του ρεύματος είναι προσιτή και λειτουργική για όλες τις πλακέτες του Arduino. Δέκτης Πομπός Εικόνα 3.2.3: Ο πομπός και ο δέκτης του συστήματος ασύρματης φόρτισης για Arduino. 3.3Εφαρμογές και συνδυασμός του Arduino με έξυπνο λευκό μπαστούνι. Ύστερα από τα προϊόντα Arduino που είδαμε παραπάνω σε αυτό το σημείο θα έπρεπε να δούμε πως θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί το Arduino πάνω στο μπαστούνι. Όπως αναφέραμε και στην αρχή αυτού του κεφαλαίου το Arduino είναι μια υπολογιστική πλατφόρμα ανοικτού κώδικα βασισμένη σε εύχρηστο υλικό και λογισμικό και περιορίζεται για την δημιουργία διαδραστικών εργασιών. Έτσι η πλατφόρμα Arduino μπορεί να ανιχνεύσει και να επηρεάσει το περιβάλλον και τον χρήστη κάνοντας διάφορους ελέγχους, αναλόγως από αυτούς που θα του έχουν δοθεί να κάνει σε συνδυασμό με το απαιτούμενο υλικό. Από την στιγμή της εμφάνισής του το Arduino έχει τραβήξει την προσοχή και το ενδιαφέρον διάφορων ατόμων, ομάδων και οργανισμών. Έχουν γίνει δηλαδή διάφορες προσπάθειες συνδυασμών του Arduino με αντικείμενα, ελεγκτές ακόμα και με διαφορετικές πλατφόρμες προγραμματισμού ανοικτού και κλειστού κώδικα Εφαρμογές ARDUINO Έξυπνα παπούτσια Όσοι έχουμε δει την ταινία Back to the future του 1985 θα θυμόμαστε τα παπούτσια του πρωταγωνιστή Michael J. Fox στο ρόλο του Marty McFly όπου στα παπούτσια αυτά τα κορδόνια δενόντουσαν από μόνα τους. Αυτός ο μηχανισμός λοιπόν που δένει τα κορδόνια, έχει ήδη εφαρμοστεί πάνω σε παπούτσια το 2015 από την εταιρεία Power-Laces. Η εταιρεία για την κατασκευή αυτών των παπουτσιών χρησιμοποιεί τα εξής εξαρτήματα και εργαλεία: Παπούτσια, Arduino Duemilanove, Motor Shield, Αισθητήρα Πίεσης, Servo Motors, Σελίδα 67

69 Μεταλλικά Φύλλα, Φωτάκια LED με αντίστοιχες αντιστάσεις, Μπαταρία 9 Βόλτ, Σύρματα Χαλκού, Πλαστικά Φερμουάρ, Καλώδια και κορδόνια από νάιλον. Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε τα παπούτσια με ενσωματωμένο το σύστημα. Εικόνα : Αριστερά τα παπούτσια που δένονται μόνα τους. Δεξιά τα παπούτσια φορεμένα σε χρήστη. Κλειδαριά Πόρτας Σπιτιού Η εταιρεία Gathio Labs από το San Francisco των Ηνωμένων Πολιτειών Αμερικής έδωσε έμφαση στην ασφάλεια των χρηστών και έτσι κατασκεύασε μια πολύ καλή κλειδαριά χρησιμοποιώντας σύστημα Arduino. Έτσι μαζί με το ξεκλείδωμα της πόρτας πρέπει να υπάρχει από τον χρήστη και ένα ειδικό προκαθορισμένο χτύπημα στην πόρτα. Αν το χτύπημα δεν ταιριάζει με το αρχικό χτύπημα που έχει προκαθορίσει ο χρήστης τότε η πόρτα δεν ξεκλειδώνει. Το σύστημα αποσκοπεί στο να προσφέρει ασφάλεια στα σπίτια των χρηστών ενώ προσπαθεί με αυτό το τρόπο να διώξει τις παραβιάσεις των πορτών που γίνονται από κακοποιούς ανθρώπους. Στις παρακάτω εικόνες βλέπουμε το σύστημα και την ενσωμάτωση του πάνω σε πόρτα. Εικόνα : Αριστερά το σύστημα κλειδαριάς. Δεξιά το σύστημα ενσωματωμένο πάνω σε πόρτα Σελίδα 68

70 Για την κατασκευή μιας τέτοιας κλειδαριάς η εταιρεία χρησιμοποιεί τα εξής υλικά: Arduino Duemilanove, Κινητήρα 5 Volt για γρανάζια, ηχείο, Κουμπί, 2 φωτάκια LED, NPN Transistor, ανορθωτή διοδίων και 5 αντιστάσεις. Κινούμενη Καρέκλα Ο Roland MacDonald από την Νέα Υόρκη της Αμερικής όπως αναφέρει είναι συνταξιούχος αλλά όχι βαρετός μηχανικός. Έτσι λοιπόν γνώρισε την τεχνολογία Arduino και αποφάσισε και αυτός να κάνει κάτι με αυτό αλλά περισσότερο στα μέτρα του και κάτι που θα βοηθούσε αυτών και άλλα άτομα στην ηλικία του. Έτσι λοιπόν κατασκεύασε μια καρέκλα η οποία κινείται και αλλάζει και πορεία χρησιμοποιώντας την τεχνολογία Arduino. Ο χρήστης ανεβαίνει στην καρέκλα και μπορεί να κινηθεί με την καρέκλα. Ισχυρίζεται ότι ο κάθε ένας μπορεί να μάθει να οδηγεί αυτήν την καρέκλα μέσα σε 5 με 10 λεπτά, η ηλικία των χρηστών της καρέκλας θα πρέπει να είναι 12 με 81 ετών ενώ η μέγιστη ταχύτητα που μπορεί να αποκτήσει η καρέκλα είναι 20 μίλια/ώρα (32 χλμ./ώρα). Τα υλικά που χρησιμοποίησε ο κύριος Roland είναι τα εξής: Καρέκλα αναπήρων, Arduino UNO, Arduino UNO Proto-Shield, IMU Fun, Saber tooth, 2 Led φώτα, δυο διακόπτες Radio Shack, δυο μικρό διακόπτες για τις στροφές του τιμονιού, διακόπτες ενιαίου πόλου μπαταριών, μεταλλική πλάκα για την βάση, μεταλλική βάση για το κάθισμα, βινύλιο και αφρώδεις υλικό για το κάθισμα, καλώδια και σπρέι βαφής. Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε το κάθισμα καθώς και των κύριο Roland πάνω σε αυτό το κάθισμα. Εικόνα : Αριστερά ο κύριος Roland πάνω στην καρέκλα. Δεξιά το σύστημα ενσωματωμένο πάνω στην καρέκλα που κινείται μέσω του συστήματος Arduino. Ρομποτικό Χέρι O Eric Ravenscraft από την Ατλάντα της Αμερικής κατασκεύασε ένα ρομποτικό χέρι με στόχο να αναπτύξει τις γνώσεις του πάνω στην ρομποτική, τον ηλεκτρισμό, στην ανάπτυξη κώδικα, στον απομακρυσμένο έλεγχο και στην συναρμολόγηση διάφορων υλικών. Πέτυχε το στόχο του ολοκληρώνοντας ένα τέτοιο Project, έτσι το ρομποτικό χέρι αυτό θα μπορούσε να προγραμματιστεί να κάνει διάφορες εργασίες. Για την ολοκλήρωση του έργου του ο Eric χρειάστηκε: Arduino Starter Kit, mearm kit και Arduino IDE, Flexi glass, καλώδια και βίδες. Με αυτά τα υλικά ο Eric πέτυχε το στόχο του ενώ αναφέρει πως με το project αυτό έμαθε πως να αναπτύσσει μια ιδέα κανείς και πως πρέπει Σελίδα 69

71 να κάνει μεγάλη έρευνα για να βγάλει το επιθυμητό ολοκληρωμένο έργο. Στις παρακάτω εικόνες βλέπουμε το ρομποτικό χέρι του Eric. Εικόνα : Αριστερά το ρομποτικό χέρι. Δεξιά το σύστημα Arduino σε σύνδεση με τους κινητήρες κατά την διάρκεια του προγραμματισμού του. Υπάρχουν πολλά και διάφορα άλλα project που έχουν ολοκληρωθεί με την χρήση της πλατφόρμας και τους μικρό ελεγκτές του Arduino. Άλλοι χρησιμοποιούν την τεχνολογία αυτή για προσωπική χρήση είτε από ενδιαφέρον δικό τους είτε για να διευκολύνουν κάποια ανάγκη τους και κάποιοι άλλοι είτε για να επιλύσουν προβλήματα είτε για να φέρουν τις τεχνολογίες του μέλλοντος ακόμα πιο κοντά στο σήμερα. Το σίγουρο είναι ότι η τεχνολογία αυτή επιλύει πολλά προβλήματα, είναι πολύ φτηνή και σχετικά πολύ εύκολη στην υλοποίηση των εργασιών και των μελετών Συνδυασμός ARDUINO με το έξυπνο μπαστούνι. Όπως είδαμε και παραπάνω το Arduino προσφέρει μεγάλες και άμεσες ευκολίες και λύσεις για τα προβλήματα των ανθρώπων. Έτσι λοιπόν για την παρούσα έρευνα και εργασία, θα μπορούσε επίσης το Arduino να προσφέρει πολλά για την επίτευξη του στόχου μας. Ανίχνευση Εμποδίων Έτσι χρησιμοποιώντας τις πλακέτες (μικρό-ελεγκτές) σε συνδυασμό με τους αισθητήρες για το Arduino μπορούμε πρώτα από όλα να ανιχνεύουμε πιθανά εμπόδια που θα μπορούσαν να βγαίνουν μπροστά στον χρήστη. Η ακτίνα ανίχνευσης, η ταχύτητα ανίχνευσης και η συχνότητα ανίχνευσης μπορούν να ελέγχονται και να προσαρμοστούν ανάλογα τις ανάγκες μας. Μαζί με την ανίχνευση των εμποδίων το Arduino θα μπορούσε να δίνει και καθοδήγηση στον χρήστη. Με αυτό το τρόπο ο χρήστης από την στιγμή που θα μάθει για το εμπόδιο μπροστά του θα ξέρει ποιες εναλλακτικές λύσεις καθοδήγησης έχει. Πλοήγηση. Μαζί με τον προσανατολισμό της πορείας του ο χρήστης θα μπορούσε να ανακαλύπτει και νέα μέρη. Μέρη τα οποία για εμάς θα μπορούσαν να είναι πολύ συνηθισμένα αλλά για άτομα που δεν έβλεπαν καθόλου ή άτομα που έχασαν την όραση τους αργότερα είναι πάρα πολύ σημαντικό, πόσο μάλλον σήμερα που οι πόλεις, οι δρόμοι και ακόμα τα σημεία ενδιαφέροντος αναπτύσσονται ή αλλάζουν συνεχόμενα. Ενημέρωση του χρήστη. Σελίδα 70

72 To Arduino είναι τόσο ευέλικτο ώστε μπορεί και προσφέρει διάφορους τρόπους ενημέρωσης για τα αποτελέσματα των αισθητήρων και των μικρό ελεγκτών του. Το μόνο που χρειάζεται σε αυτήν την περίπτωση είναι να προσδιοριστούν οι τρόποι που εξυπηρετούν τις ανάγκες του συστήματος. Ιχνηλασία και τοποθεσία και συνδεσιμότητα. Υπάρχουν τόσες πολλές επιλογές για το Arduino που ο χρήστης μπορεί να ιχνηλατεί την πορεία του και να ξέρει κάθε στιγμή σε ποιο σημείο ακριβώς βρίσκεται. Έτσι ο κίνδυνος της φράσης χάθηκα εξαφανίζεται τελείως από το λεξιλόγιο του χρήστη. Συνδεσιμότητα. Όλοι οι σύγχρονοι τρόποι συνδεσιμότητας μεταξύ των συσκευών και δικτύων είναι διαθέσιμοι και μπορούν να χρησιμοποιηθούν με το Arduino. Το σύστημα προσφέρει επιλογές σύνδεσης σε υπολογιστές, άλλες πλατφόρμες, σε δίκτυα κινητής τηλεφωνίας ακόμα και σε δίκτυο δορυφόρων. Φορητό Σύστημα. Κάτι πολύ σημαντικό στα συστήματα του Arduino είναι ότι, χάρη στο μέγεθος τους και το βάρους τους τα συστήματα μπορούν να είναι φορητά και ελαφριά. Αυτό προσφέρει μεγάλη ευελιξία στον τρόπο χρήσης των συστημάτων με Arduino καθώς δεν περιορίζει ούτε το βάρος τους αλλά ούτε το μέγεθος τους για την ανάπτυξη και την μελέτη διάφορων εργασιών. Σε αυτά και πολλά άλλα σημεία οι μικρό-ελεγκτές, η πλατφόρμα και τα συστήματα Arduino μπορούν να συνεισφέρουν στην εργασία αυτή. Το μόνο που χρειαζόμαστε από αυτό το σημείο και μετά είναι να δούμε ποιες ακριβώς ανάγκες έχουν οι χρήστες και ποια προβλήματα ακριβώς θέλουμε να λύνει το σύστημα μας χρησιμοποιώντας την τεχνολογία του Arduino. 3.4 Έξυπνα λευκά μπαστούνια Με όλοι την προηγμένη τεχνολογία που υπάρχει σήμερα, υπάρχουν διάφοροι άνθρωποι που έχουν προσπαθήσει και προσπαθούν να βοηθήσουν τα άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα έτσι ώστε να κάνουν την ζωή τους ακόμη πιο εύκολη. Σε αυτήν την υπό-ενότητα αυτού του κεφαλαίου θα δούμε κάποιες έρευνες και κάποια προϊόντα που έχουν προσπαθήσει κάποιοι άνθρωποι, πανεπιστήμια και οργανώσεις έτσι ώστε να βοηθήσουν τα άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα. Έρευνα για ηλεκτρονικό ραβδί έκτακτης ανάγκης για άτομα με οπτική αναπηρία. Οι ερευνητές Gurubaran, Gowrishankar Kasilingam και Mritha Ramalingam του πανεπιστημίου AIMST, στο τμήμα Μηχανικής και Πληροφορικής Τεχνολογίας στο Κεντάχ της Μαλαισίας δημοσίευσαν την έρευνα τους και προτείνουν ένα σύστημα από το οποίο θα μπορούσε να κατασκευαστεί μια ράβδος έκτακτης ανάγκης για άτομα με αναπηρία όρασης. Στην έρευνα τους ανέλυσαν περιπτώσεις όπου θα μπορούσε να χρειαστεί ένα σύστημα έκτακτης ανάγκης για να γίνονται με μεγαλύτερη ασφάλεια τα ταξίδια των ατόμων με Σελίδα 71

73 αναπηρία όρασης. Τα προβλήματα που έχουν εντοπίσει είναι πάρα πολλά, όπου ανέλυσαν κάποιες συσκευές ανίχνευσης εμποδίων IR ( Infrared Receiver Υπέρυθρες Ανίχνευσης) και δεν ήταν οι καλύτερες, διότι ανίχνευαν μόνο κοντινά εμπόδια. Αντικείμενα που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα, αυτοκίνητα κ.τ.λ. δεν είναι ανιχνεύσιμα από αυτά τα συστήματα. Συστήματα με RFID (Radio Frequency Identification Ταυτοποίηση Μέσω Ραδιοσυχνοτήτων) είναι πιο αξιόπιστα αλλά μόνο για εσωτερικούς χώρους. Ο λόγος που είναι καλύτερα σε εσωτερικούς χώρους είναι επειδή αναγνώριζαν μόνο τα αντικείμενα όπου είχαν ενσωματωμένα πάνω τους την ετικέτα RFID. Έτσι και στην μετακίνηση των αντικειμένων αυτών ήταν δυνατόν να ανιχνευτούν. Αντικείμενα που δεν είχαν ετικέτα πάνω τους όμως ήταν πρόβλημα καθώς αχρήστευαν το σύστημα διότι δεν ήταν ανιχνεύσιμα. Επίσης η τεχνολογία αυτή ήταν και αρκετά ακριβή διότι ο χρήστης έπρεπε να τοποθετήσει ετικέτες σε όλα τα αντικείμενα στο σπίτι του. Και σαν τελευταία τεχνολογία που ανέλυσαν ήταν το GPS, όπου το GPS χρησιμοποιείτε είτε για να βρει κανείς κάποιο προορισμό είτε για να δει την θέση πάνω στο χάρτη έτσι ώστε να κατευθυνθεί ανάλογα. Το σύστημα αυτό δεν εντόπιζε εμπόδια αλλά μόνο κατεύθυνε τα άτομα έτσι ώστε να μην χαθούνε. Και τα τρία συστήματα αυτά δεν είχανε κάποιο τρόπο έτσι ώστε να καλέσουν βοήθεια σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης που θεώρησαν σαν κύριο συστατικό στην δημοσιευμένη έρευνα. Η ομάδα των ερευνητών αυτών λοιπόν σχεδίασαν ένα σύστημα για τα άτομα με αναπηρία όρασης. Αυτό το σύστημα είναι ένα ραβδί που έχει ενσωματωμένο ένα κουμπί έκτακτης ανάγκης. Όταν ο χρήστης πατήσει αυτό το κουμπί τότε αυτό στέλνει σε μήνυμα sms την τοποθεσία του χρήστη στα άτομα που έχει δηλώσει ο χρήστης προηγουμένως. Η ομάδα για αυτό το σύστημα χρησιμοποίησε συστήματα GPS για την εντόπιση τοποθεσίας και σύστημα GSM για να μπορούν να σταλούν τα μνήματα. Πέρα από το GPS και το GSM η ομάδα χρησιμοποίησε και την τεχνολογία Bluetooth με ασύρματο ακουστικό Bluetooth. Στις περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης ενεργοποιείτε και το ultrasonic που έχει ενσωματώσει η ομάδα στο σύστημα και εκείνες τις στιγμές ο χρήστης μέσω του ασύρματου ακουστικού μαθαίνει για την απόσταση των αντικειμένων που βρίσκονται γύρω του. Καταληκτικά η ομάδα πρόσθεσε και αναγνώριση δακτυλικών αποτυπωμάτων έτσι ώστε να μην μπορεί να χρησιμοποιηθεί το ραβδί και από άλλα άτομα αλλά μόνο από το ιδιοκτήτη του. Παρακάτω βλέπουμε το διάγραμμα του συστήματος που σχεδίασε η ομάδα αυτή. Εικόνα 3.4.1: Διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος. Σελίδα 72

74 Τα πλεονεκτήματα του προτεινόμενου συστήματος της ομάδας είναι ότι το ραβδί τους είναι πάρα πολύ καλό για περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Είναι σίγουρα πολύ καλός βοηθός σε περιπτώσεις πανικού καθώς ενημερώνονται άμεσα οι στενοί άνθρωποι του χρήστη. Ενημερώνει των χρήστη για το, ποιος χώρος είναι ελεύθερος και τον καθοδηγεί σε έναν ασφαλή χώρο. Τα μειονεκτήματα του συστήματος είναι ότι το ραβδί δεν χρησιμοποιείται συνεχόμενα και ο χρήστης πέρα από το λευκό του μπαστούνι πρέπει να έχει μαζί του και αυτό το ραβδί. Αυτό είναι έξτρα βάρος για τον χρήστη. Θα ήταν προτιμότερο εάν το ραβδί ήταν μέρος του μπαστουνιού ή εάν δεν χρειαζόταν να έχει το μπαστούνι του ο χρήστης αλλά μόνο το ραβδί αυτό που προτείνει η ομάδα. Αυτοματοποιημένο σύστημα κινητικότητάς και προσανατολισμού για τυφλά ή μερικώς βλέποντα άτομα. O Abdel Ilah Nour Alshbatat από τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Μηχανικών της Ταφίλαx στην Ιορδανία, προβληματίστηκε για τους ανθρώπους με οπτική αναπηρία σχετικά με τα προβλήματα κινητικότητας και ασφάλειας που αντιμετωπίζουν. Και ύστερα από τις έρευνες που έκανε σχεδίασε, κατασκεύασε και προτείνει ένα δικό του σύστημα για να βοηθήσει τους ανθρώπους αυτούς. Συγκεκριμένα στη δική του πρόταση χρησιμοποιεί συστήματα: κεντρική πλακέτα για επεξεργασία δεδομένων, ultrasonic υπέρηχους, επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων, πλακέτα ήχου, GPS, Μικρόφωνο, μοτέρ δόνησης και 2 μικρά ηχεία. Ο Abdel χρησιμοποιεί όλα αυτά τα συστήματα για να κατευθύνει το χρήστη κάνοντας των να αποφεύγει τα εμπόδια που συναντάει μπροστά του. Πέρα από το να αποφεύγει τα εμπόδια στο σύστημα του Abdel ο χρήστης μπορεί να επίσης σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης πατώντας ένα κουμπί να στείλει μήνυμα sms ή να κάνει τηλεφωνική κλίση σε τηλέφωνο που θα έχει δηλώσει ο χρήστης. Εικόνα 3.4.2: Το προτεινόμενου σύστημα του Abdel Ilah Nour Alshbatat. Σελίδα 73

75 Εικόνα 3.4.3: Το σύστημα εφαρμοσμένο πάνω σε ένα λευκό μπαστούνι. Εικόνα 3.4.4: Το σύστημα στο χέρι του χρήστη. Τα πλεονεκτήματα του συστήματος αυτού είναι ότι κατευθύνει τον χρήστη συνεχόμενα και σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης μπορεί να ειδοποιεί τους στενούς ανθρώπους σε αυτόν είτε στέλνοντας του μήνυμα, είτε κάνοντας του τηλεφωνική κλίση. Τα μειονεκτήματα του συστήματος είναι ότι το σύστημα του είναι πολύ ευαίσθητο και πολύ ογκώδες. Πέρα από την αισθητική που λείπει πολύ στο σύστημα του ο χρήστης φαίνεται σαν κυνηγός χρυσού. Θα μπορούσε να γίνει καλύτερη έρευνα στα συστήματα του και να ενσωματωθούν πιο μικρά συστήματα. Ηλεκτρονικό λευκό μπαστούνι με τεχνολογία LIDAR, επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων και ηλεκτρονική ζώνη μέσης. Στο πανεπιστήμιο επιστήμης της πληροφορικής και βιομηχανικών μηχανικών της Λείντα στην Ισπανίας μια ομάδα ερευνητών εμπνεύστηκαν από τα μουστάκια των ζώων και ανέπτυξαν ένα μπαστούνι το οποίο χρησιμοποιεί το λέιζερ LIDAR, επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων και μια ηλεκτρική ζώνη. Το σύστημα αυτό ανιχνεύει εμπόδια αλλά επίσης ανιχνεύει το επίπεδο του δαπέδου (σκάλες ή λακκούβες). Η ομάδα αρχικά μάζεψε μια ομάδα εθελοντών για την δοκιμή αυτού του συστήματος και ασχολήθηκε κυρίως με το λέιζερ και το επιταχυνσιόμετρο. Το λέιζερ που χρησιμοποίησε είναι από την εταιρεία HOKUYO AUTOMATIC CO., είναι μικρό σε μέγεθος, το εύρος του είναι από -135 ο έως 135 ο και σαρώνει 10 φορές ανά δευτερόλεπτο. Η απόσταση σάρωσης είναι από 6 εκατοστά έως 4 μέτρα. Το επιταχυνσιόμετρο είναι της εταιρείας STMicroelectronics είναι μόλις 5 Χ 5 Χ1.6 χιλιοστών, είναι τριών αξόνων (x, y, z) και παίρνει τιμές από τους ελέγχους που κάνει 100 φορές ανά δευτερόλεπτο. Τα ηλεκτρομηχανικά εξαρτήματα που χρησιμοποίησαν είναι από την εταιρεία BLP Components Ltd. Ενώ ο κύριος ρόλος αυτών των εξαρτημάτων είναι να μετράνε την πίεση που δέχονται. Στις παρακάτω φιγούρες βλέπουμε το πως λειτουργεί ακριβώς το σύστημα της ομάδας αυτής σε σχέση με το λέιζερ και ποιες τιμές (γωνίες, αποστάσεις) λαμβάνει υπόψιν η ομάδα. Στην φιγούρα (a) βλέπουμε την κάθετη γωνία, στην φιγούρα (b) βλέπουμε την οριζόντια γωνία και Σελίδα 74

76 στην φιγούρα (c) βλέπουμε την γωνία και τις αποστάσεις σε σχέση με τον χρήστη. Η ομάδα έχει προγραμματίσει το σύστημα της να λειτουργεί με αυτόν τον τρόπο. Εικόνα 3.4.5: Οι τιμές που λαμβάνει υπόψιν η ομάδα έτσι ώστε να γίνεται πιο αποτελεσματικό το σύστημα της. Η ομάδα επίσης για να ενισχύσει ακόμα περισσότερο το σύστημα της χρησιμοποιεί και επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων. Για να εξακριβώσει την αποτελεσματικότητα του επιταχυνσιόμετρου τοποθέτησε αυτά στο καρπό και στον αγκώνα των εθελοντών και δημιούργησε ένα πίνακα με εκτιμώμενες και με πραγματικές τιμές από το επιταχυνσιόμετρο σε διάφορες στάσεις του χεριού. Το πίνακα αυτό το βλέπουμε παρακάτω: Εικόνα 3.4.6: Το επιταχυνσιόμετρο στο καρπό και στο αγκώνα του χρήστη κάτω στις φωτογραφίες και πάνω οι τιμές από τις διάφορες καταστάσεις του χεριού. Σελίδα 75

77 Το τελικό σύστημα της ομάδας είναι μια ζώνη που φοράει ο χρήστης στο χέρι του. Η ζώνη αυτή έχει μπροστά το λέιζερ και στο πλάι της έχει τα επιταχυνσιόμετρα και τους αισθητήρες που εφαρμόζουν πίεση για να ανακατευθύνουν των χρήστη. Εικόνα 3.4.7: Η ζώνη που ανέπτυξε και σχεδίασε η ομάδα των ερευνητών. Εικόνα 3.4.8: Η ζώνη που ανέπτυξε και σχεδίασε η ομάδα των ερευνητών τοποθετημένη στο χέρι ενός εθελοντή. Τα πλεονεκτήματα της ζώνης αυτής είναι, το ότι η ζώνη είναι μικρή και ο χρήστης μπορεί να την έχει πάντα μαζί του. Το σύστημα πέρα από τα εμπόδια αναγνωρίζει τις σκάλες και τις λακκούβες που μπορούν να εμφανιστούν στην πορεία του χρήστη. Τα μειονεκτήματα της ζώνης αντίστοιχα είναι, ότι η ζώνη πρέπει να συνοδεύεται με το μπαστούνι όπως δίποδε. Αν ο χρήστης σταματήσει κάπου και θέλει να χρησιμοποιήσει το χέρι του, τότε θα πρέπει να απενεργοποιεί την ζώνη. Επίσης η ζώνη δεν έχει κάποια λειτουργία για περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Σε περίπτωση που θα χάσει την πορεία του ο χρήστης, θα πρέπει να θυμηθεί την πορεία που ακολούθησε για να φτάσει στο σημείο που βρίσκεται. Ολοκληρωμένο σύστημα πλοήγησης για εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους. Στο Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής του Πανεπιστημίου της Φλόριδας στις ΗΠΑ, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τους Lisa Ram, Sumi Helal και Steve Moore σκεπτόμενοι πως άτομα με αναπηρία όρασης βρίσκονται σε μειονεκτική θέση όταν ταξιδεύουν σε μεγάλες ή μικρές αποστάσεις βρίσκονται σε μειονεκτική θέση καθώς δεν μπορούν να πάρουν αρκετές πληροφορίες από τους χώρους που βρίσκονται. Έτσι ανέπτυξαν ένα δικό τους σύστημα για να τους κατευθύνουν και να τους πλοηγούν. Τα προβλήματα που εντόπισαν επίσης είναι ότι τα άτομα με οπτική αναπηρία δεν μπορούν να ξέρουν εάν κάποιος πεζόδρομος ή κάποιος δρόμος είναι μη συμβατός για τους πεζούς ανθρώπους με αποτέλεσμα ο κίνδυνος τραυματισμού να αυξάνεται περισσότερο για αυτά τα άτομα. Συνδυάζοντας την εμπειρία της εικονικής πραγματικότητας σκέφτηκαν πως πρέπει να υπάρχει ένα σύστημα για άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα έτσι ώστε να τους δίνει περισσότερες πληροφορίες για το χώρο που βρίσκονται για να τους δώσουνε μια πλήρη εικόνα μέσω πληροφοριών για το περιβάλλον το οποίο βρίσκονται. Το πρωτότυπο τους σχεδιάστηκε με εντολές φωνής όπου ο χρήστης επιλέγει εσωτερικούς ή εξωτερικούς χώρους. Πέρα από την επιλογή που κάνει ο χρήστης μπορεί να ζητάει πληροφορίες για το εσωτερικό που βρίσκεται ή μπορεί να ζητάει εναλλακτικούς προορισμούς. Ο χρήστης επίσης λαμβάνει συνεχόμενα πληροφορίες για τα εμπόδια που συναντάει μπροστά του. Σελίδα 76

78 Για την σχεδίαση αυτού του συστήματος, η ομάδα χρησιμοποίησε: φορετό υπολογιστή (wearable computer), GPS, ασύρματο δίκτυο, συσκευές πλοήγησης μέσω υπέρηχων και αλγόριθμους πλοήγησης και τοποθεσίας. Η ομάδα από άποψη λογισμικού χρησιμοποίησε: χωρική βάση δεδομένων, συλλέκτη διαδρομής, διακομιστή, IBM Via Voice και υπηρεσία τοποθεσίας εσωτερικών χώρων. Όλο το σύστημα απαιτεί διαφορετικά εξαρτήματα για εσωτερικούς χώρους και διαφορετικά για εξωτερικούς χώρους. Για τον εσωτερικό χώρο ο χρήστης θα πρέπει να φοράει: συστήματα υπέρηχων, ακουστικά και φορετό υπολογιστή. Για το εξωτερικό χώρο, ο χρήστης θα πρέπει να φοράει: συστήματα υπέρηχων, ακουστικά, φορετό υπολογιστή, κεραία σύνδεσης ασύρματου δικτύου και επίσης θα πρέπει στο χώρο που θα περιηγείται ο χρήστης να υπάρχει δίκτυο ασύρματων δικτύων για την λήψη πληροφοριών. Εικόνα 3.4.9: Το σύστημα φορεμένο σε ένα χρήστη που βρίσκεται σε εσωτερικό χώρο. Εικόνα : Το σύστημα φορεμένο σε ένα χρήστη που βρίσκεται σε εξωτερικό χώρο. Τα πλεονεκτήματα του συστήματος είναι ότι παρέχει πολλές πληροφορίες για τον χρήστη για να μπορεί να φανταστεί μια εικόνα για το περιβάλλον το οποίο βρίσκεται. Ο χρήστης επίσης επικοινωνεί και έχει αλληλεπίδραση με το σύστημα καθώς επίσης των ενημερώνει φωνητικά συνεχόμενα για τα εμπόδια που εμφανίζονται μπροστά του. Τα μειονεκτήματα του συστήματος δυστυχώς είναι αρκετά και το σημαντικότερο είναι το μέγεθος του, ειδικά για τους εξωτερικούς χώρους θα κουράζει πολύ τους χρήστες. Χρησιμοποίησαν συστήματα τα οποία θα μπορούσαν να αντικατασταθούν με πολύ πιο μικρά σε μέγεθος. Επίσης σε σημεία που δεν υπάρχει δίκτυο το σύστημα πέρα από την εκφώνηση των εμποδίων δεν μπορεί να προσφέρει τίποτα παραπάνω. Σημαντικό πρόβλημα επίσης είναι, σε χώρους με πολύ θόρυβο το σύστημα είναι πολύ πιθανό να μπερδεύει και να μην κατανοεί τις φωνητικές εντολές που θα του δίνει ο χρήστης. Σελίδα 77

79 Κεφάλαιο 4 ο Όταν το απευθυνόμενο κοινό ενός σχεδιαστή είναι μια ομάδα ανθρώπων οι οποίοι ζούνε με εμπόδια, διαφορετικό τρόπο ζωής και διαφορετική καθημερινότητα. Τότε σίγουρα χρειάζεται μια πολύ καλή έρευνα για να γίνει μια προσπάθεια κατανόησης των προβλημάτων τους και των δυσκολιών τους, προκειμένου να μπορεί να προσφέρει ο σχεδιαστής αυτός κάτι, που θα κάνει την ζωή τους ευκολότερη. Ύστερα από αναλυτική έρευνα και συγκέντρωση των εννοιών, των προβλημάτων και των μέσω που θα μπορούσαν να συνεισφέρουν στην οπτική αναπηρία ήρθε η στιγμή να αποδώσει αποτέλεσμα αυτή η έρευνα. Σε αυτό το κεφάλαιο θα αναπτύξουμε και θα σχεδιάσουμε το μπαστούνι αυτό για το οποίο έγινε όλη αυτή ή έρευνα. Θα δούμε: ποιο είναι το απευθυνόμενο κοινό μας, ποιος είναι ο προβληματικός μας χώρος, τι προδιαγραφές απαιτούνται και τι περιορισμοί υπάρχουν, ποιες είναι η απαιτήσεις και θα δούμε ποια είναι η ανάγκη αυτών των ανθρώπων πάνω σε ένα τέτοιο θέμα. Έτσι ώστε να μπορούν να αποδοθούν σωστές και χρήσιμες σχεδιαστικές λύσεις. Όπως διακρίνεται και από τον τίτλο ο σκοπός της έρευνας αυτής είναι να σχεδιαστεί ένα έξυπνο λευκό μπαστούνι. Καθώς η σημερινή τεχνολογία μπορεί να προσφέρει πάρα πολλά πάνω σε ένα τέτοιο πρότζεκτ το οποίο έχει να κάνει με την κινητικότητα και την πληροφόρηση. Όλα αυτά σε μια εποχή όπου όλα έχουν την τάση να είναι μικρότερα, περίπλοκα αλλά με αποδοτικότερα και ακριβέστερα αποτελέσματα συνδυάζοντας λειτουργικότητα και αισθητική σε ένα κοινό προϊόν ή υπηρεσία. Brief. Σχεδίαση έξυπνου φορητού λευκού μπαστουνιού για άτομα με προβλήματα όρασης με οπτικό πεδίο 20/70 και 20/200 (με ενίσχυση) και κάτω, και τυφλά άτομα με οπτικό πεδίο 20/200 και κάτω. Το έξυπνο μπαστούνι θα αναγνωρίζει τα εμπόδια που συναντάει ο χρήστης στην πορεία του, θα ειδοποιεί το χρήστη και θα του προτείνει διαφορετικές πορείες για την αποφυγή των εμποδίων. Το μπαστούνι θα εκφωνεί και τα σημεία κοινωνικού ενδιαφέροντος ενώ ο χρήστης θα μπορεί να δηλώνει έκτακτη ανάγκη μέσω του συστήματος συνδεδεμένο με δίκτυο κινητής τηλεφωνίας που θα διαθέτει για να ενημερώσει τους ανθρώπους του για πως χρειάζεται βοήθεια. Τέλος, το σύστημα θα αναγνωρίζει όταν δεν βρίσκεται στο χέρι του χρήστη. Σελίδα 78

80 4.1 Προβληματικός Χώρος Απευθυνόμενο κοινό. Η μελέτη και ο στόχος αυτής της εργασίας είναι να προτείνει ένα σύστημα πλοήγησης και προσανατολισμού για άτομα με προβλήματα όρασης με οπτικό πεδίο 20/70 και 20/200 (με ενίσχυση) και κάτω, και τυφλά άτομα με οπτικό πεδίο 20/200 και κάτω. Αυτό σημαίνει πως το απευθυνόμενο κοινό μας είναι τυφλά άτομα που έχουν γεννηθεί τυφλά ή έχουν τυφλωθεί αργότερα και άτομα με μειωμένη όραση, άτομα δηλαδή που δεν μπορούν να κινηθούν αυτόνομα και χρειάζονται είτε κάποιο εξάρτημα, είτε κάποιο οδηγό. Προβληματικός χώρος. Ο διαφορετικός τρόπος ζωής αυτών των ανθρώπων απαιτεί και διαφορετικά βοηθήματα. Το λευκό μπαστούνι που υπάρχει είδη για αυτά τα άτομα, είναι πολύ χρήσιμο εργαλείο για να εξερευνάει το άτομο το χώρο γύρο του. Η περίμετρος εξερεύνησης του όμως εξαρτάται από το μήκος του μπαστουνιού. Αυτό το μήκος περιορίζει τον χρήστη ως προς την ταχύτητα κινητικότητας του, καθώς δεν επιτρέπει την ανίχνευση των εμποδίων πέρα από το μήκος του μπαστουνιού. Αυτοί οι χρήστες πρέπει επίσης να είναι πάρα πολύ προσεκτική και συγκεντρωμένοι διότι δεν μπορούν να ξέρουν τι εμπόδιο υπάρχει πέρα από τα περιορισμένα ελεύθερα βήματα που τους δίνει το μπαστούνι και αυτός είναι ο κύριος λόγος που μειώνει την ταχύτητα κίνησης τους. Τα αντικείμενα και τα εμπόδια που συναντάνε οι χρήστες πολλές φορές μπορούν να τους οδηγήσουν στο να πέσουν ή να τραυματιστούν. Σε αυτό πολύ σημαντικό ρόλο παίζει η ταχύτητα κίνησης. Καθώς πολλές φορές ο χρήστης μπορεί να βιάζεται να πάει κάπου και να μην μπορεί να εντοπίσει κάποιο μικρό εμπόδιο το οποίο μπορεί να πατήσει και να πέσει κάτω. Ένα άλλο πολύ σημαντικό πρόβλημα με το λευκό μπαστούνι είναι τα εμπόδιο που δεν βρίσκονται στο έδαφος αλλά σε κάποιο ύψος κρεμαστά χαμηλότερα του ύψους των ανθρώπων. Είναι πολλές φορές που υπάρχουν για παράδειγμα μπαλκόνια που είναι χαμηλά σε σχέση με το έδαφος ή πολλά και διάφορα αντικείμενα που είναι κρεμαστά από κάποιο υψηλότερο επίπεδο (όροφος, σκαλωσιές κ.τ.λ.). Το λευκό μπαστούνι είναι ικανό να εντοπίζει εμπόδιο που ακουμπάνε και η δομή τους ξεκινάει από το έδαφος μόνο. Οι πιο ηλικιωμένοι άνθρωποι με οπτική αναπηρία επίσης αντιμετωπίζουν αρκετά προβλήματα στη χρήση του λευκού μπαστουνιού. Έτσι και αλλιώς το απλό μπαστούνι χρησιμοποιείτε σαν στήριξη όταν έχει κάποιος άνθρωπος μικρά προβλήματα στην κινητικότητα και χρησιμοποιεί το μπαστούνι στο περπάτημα του ή στο να στέκεται όρθιος για να παίρνει μια έξτρα στήριξη. Όταν λοιπόν κάποιος τυφλωθεί σε μεγάλη ηλικία ή είναι χρόνια αναπηρικά τυφλός και γεράσει τότε δυσκολεύεται πάρα πολύ στο να ακουμπάει το μπαστούνι στο πάτωμα συνεχόμενα για να ανιχνεύει εμπόδια καθώς έτσι χάνει την ορθή του στάση και δεν μπορεί να παίρνει την έξτρα στήριξη από το μπαστούνι. Το ίδιο μπορεί να ισχύει και για νεότερα άτομα που μπορούν να αποκτήσουν κάποιο πρόβλημα κινητικότητας. Ο χρήστης σε τέτοιες περιπτώσεις έχει να διαλέξει αν θέλει να ανιχνεύει εμπόδια ή αν θέλει να παίρνει την στήριξη για να μείνει όρθιος και να περπατήσει. Η πρώτη επιλογή πάντως απενεργοποιεί την δεύτερη και η δεύτερη την τρίτη αντίστοιχα. Το λευκό μπαστούνι επίσης, παρόλο που πολλές φορές θεωρείτε σαν μάτια του οπτικά ανάπηρου χρήστη, δεν αξιοποιείτε πλήρως. Δηλαδή είναι τα μάτια του χρήστη αλλά Σελίδα 79

81 βλέπουνε μόνο τα εμπόδια που βρίσκονται στο έδαφος. Δεν παρέχουν καμία περαιτέρω βοήθεια. Ο χρήστης για να μπορεί να πάρει κάποια παραπάνω πληροφορία από το περιβάλλον θα πρέπει να είναι πάρα πολύ συγκεντρωμένος, προσεκτικός και να έχει πάρα πολύ καλή ακοή και όσφρηση για να μπορεί να πάρει πληροφορίες. Σε σημεία που είναι ήρεμα και ήσυχα δεν δυσκολεύεται πάρα πολύ. Αλλά σε σημεία με πολλούς θορύβους και φασαρία, πρέπει να είναι πάρα πολύ προσεκτικός γιατί παράλληλα με το περπάτημα θα πρέπει να λαμβάνει και πληροφορίες. Προβληματικός Χώρος Ευχρηστίας Πρώτο και βασικό πρόβλημα για να είναι χρήσιμο ένα έξυπνο-ηλεκτρονικό μπαστούνι είναι, το βάρος που θα έχει ύστερα από την ενσωμάτωση των εξαρτημάτων για την ηλεκτρονική λειτουργία του. Το βάρος του λευκού μπαστουνιού είναι πάρα πολύ σημαντικό, διότι αν θυμηθούμε από την ιστορία το ξύλινο λευκό μπαστούνι οδήγησε γρήγορα τους σχεδιαστές να βρούνε ένα άλλο υλικό που θα έκαμνε πιο ελαφρύ το λευκό μπαστούνι. Ο κυρίως λόγος που αναζητείτε ελαφρύ λευκό μπαστούνι είναι ότι σε αντίθετα με τα κανονικά μπαστούνια, αυτό δεν χρησιμοποιείται για να στηρίζεται πάνω του ο χρήστης αλλά για να ψάχνει εμπόδια στην πορεία του χρήστη. Αυτό επιτυγχάνεται σηκώνοντας και ακουμπώντας συνεχόμενα δεξιά και αριστερά το μπαστούνι. Σε αυτήν την επαναλαμβανόμενη κίνηση σηκώματος-ακουμπήματος από και στο έδαφος δημιουργεί μια μυϊκή κόπωση στον χρήστη και σε βαρύ μπαστούνι η μυϊκή κόπωση είναι ακόμα μεγαλύτερη, με αποτέλεσμα να κουράζει πολύ γρήγορα τους χρήστες. Το στοιχείο που επηρεάζει κυρίως το βάρος του λευκού μπαστουνιού είναι η μπαταρία. Η μπαταρία όμως είναι πολύ σημαντικό πρόβλημα και για την ηλεκτρική τροφοδοσία του μπαστουνιού. Η τάση και η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι πολύ σημαντικά στοιχεία για την χρονική διάρκεια χρήσης του ηλεκτρικού μπαστουνιού ως ηλεκτρικό μπαστούνι. Όταν δηλαδή τελειώσει η ενέργεια στο ηλεκτρικό μπαστούνι τότε το ηλεκτρονικό λευκό μπαστούνι γίνεται απλό λευκό μπαστούνι. Το θέμα όμως είναι ότι όσο μεγαλύτερη χωρητικότητα έχει η μπαταρία το ηλεκτρονικό μπαστούνι μπορεί να χρησιμοποιείτε για περισσότερη ώρα και το πρόβλημα είναι ότι όσο μεγαλύτερη είναι η μπαταρία τόσο περισσότερο μεγαλώνει το βάρος του ηλεκτρονικού λευκού μπαστουνιού. Επόμενο σημαντικό πρόβλημα ευχρηστίας είναι η ταχύτητα ειδοποιήσεων. Ο χρόνος που χρειάζεται δηλαδή για να σταλθεί η πληροφορία στον χρήστη όταν ανιχνευθεί ένα εμπόδιο η μια εξωτερική πληροφορία. Θα πρέπει να υπάρχει πάρα πολύ καλά συγχρονισμένος χρόνος απόκρισης των πληροφοριών που θα μεταδοθούν στον χρήστη. Οι πληροφορίες δηλαδή που θα μεταδοθούν δεν πρέπει να είναι ούτε πολύ μικρές ούτε πολύ μεγάλές έτσι ώστε να μην από-συγχρονίζεται ο χρήστης από την πορεία του. Η ανίχνευση πληροφοριών από κινούμενα αντικείμενα είναι επίσης πολύ σημαντική. Οι άνθρωποι κατά μέσο όρο κινούνται με 5 έως 10 χιλιόμετρα ανά ώρα ενώ τα μηχανοκίνητα οχήματα με ταχύτητα μη σταθερή και κατά μέσο όρο όπου υπάρχουν οικισμοί με ταχύτητα 20 χιλιόμετρα ανά ώρα. Ευτυχώς όμως οι αισθητήρες υπέρηχων ανιχνεύουν αντικείμενα που κινούνται έως και 100 χλμ. ανά ώρα. Σε αυτό το πρόβλημα παίζει επίσης σημαντικό ρόλο και τα αντανακλαστικά του ανθρώπου στις απότομες κινήσεις, όπου τα αντανακλαστικά χρειάζονται κατά μέσο όρο πάνω από 0,2 δευτερόλεπτα. Σελίδα 80

82 Σύμφωνα με την Διεθνή Ένωση Τυφλών (NAB-National Association for the Blind) η γωνία που κάνει με το λευκό του μπαστούνι ένας οπτικά ανάπηρος χρήστης, κυμαίνεται από 50 ο έως 60 ο. Αυτό σημαίνει πως τα λευκά μπαστούνια δεν μπορούν να ανιχνεύσουν εμπόδια πάνω από το γόνατο του χρήστη. Το οποιοδήποτε μπαστούνι πάντως πρέπει να ακουμπάει στο έδαφος για να μπορεί να ανιχνεύει και πάνω από το γόνατο του χρήστη αλλά και αυτά που υπάρχουν ήδη στο επίπεδο που περπατάει ο χρήστης. Κάτι πολύ σημαντικό που δεν συναντήσαμε καθόλου στις έρευνες μας είναι ότι κανένας σχεδιαστής δεν έχει προτείνει κάποιο λύση για το τι συμβαίνει αν κατά λάθος πέσει το μπαστούνι και χάσει το μπαστούνι του ο χρήστης. Το σενάριο αυτό χειροτερεύει όταν δεν υπάρχουν άνθρωποι τριγύρω για να βοηθήσουν τον οπτικά ανάπηρο. Τελευταίο σημαντικό πρόβλημα είναι ο εντοπισμός αλλαγής επιπέδου. Τα λευκά μπαστούνια όπως είπαμε και πριν αναγνωρίζουν μια συγκεκριμένη περίμετρο, δεν αναγνωρίζουν όμως αν υπάρχει αλλαγή επιπέδου σε αυτήν την περίμετρο. Δηλαδή δεν μπορεί να ξέρει ο χρήστης αν υπάρχουν σκάλες οποιασδήποτε μορφής σκάλας για να ανέβει ή να κατέβει, ή δεν ξέρει αν έχει μπροστά του μια ανηφόρα ή κατηφόρα. Τα ηλεκτρονικά μπαστούνια πάντως θα έπρεπε να ενημερώνουν αν υπάρχουν σκάλες ή αλλαγή επιπέδου. Τα σημαντικότερα προβλήματα ευχρηστίας συνοπτικά είναι: Το βάρος του, η αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια του, ο χρόνος ανάδρασης και ο εντοπισμός επιπέδων. 4.2 Προδιαγραφές Απαιτήσεις Επειδή σχεδιάζουμε για ανθρώπους που έχουν διαφορετικό τρόπο ζωής και οι αρχές σχεδίασης πρέπει να είναι πολύ προσεκτικές και συγκεκριμένες. Έτσι υπάρχουν 7 βασικές αρχές ευχρηστίας για ανάπηρους ανθρώπους. Δίκαια χρήση προς όλους τους ανθρώπους. Να έχει ευελιξία στη χρήση. Πρέπει να είναι απλό και να δίνει διαίσθηση προς τη χρήση ανεξαρτήτως την εμπειρία που έχει ο χρήστης προς τέτοιου είδους αντικείμενα. Να δίνει αντιληπτικές πληροφορίες. Να αφήνει περιθώρια πρόληψης για λάθη. Δηλαδή να μην επιτρέπει να κάνει λάθη ο χρήστης. Πρέπει ο χρήστης να καταβάλει χαμηλή σωματική προσπάθεια. Πρέπει να είναι προσεγγίσιμο στη χρήση ως προς το μέγεθος και το χώρο. Περιορισμοί Ο σημαντικότερος περιορισμός μας αναμφισβήτητα είναι το βάρος του μπαστουνιού. Σύμφωνα με την εργονομία και την ανάλυση με την μέθοδο βαθμολόγησης του πίνακα μυϊκών καταπονήσεων RULA (McAtammy & Corlett, 1993) εάν η επαναλαμβανόμενη κίνηση σε στάση μικρότερη των δύο κιλών παίρνει το βαθμό 2, όπου θεωρείτε και αποδεκτό. Άρα ο περιορισμός που προκύπτει είναι ότι η σχεδιαστική λύση δεν πρέπει να ξεπερνάει τα 2 κιλά. Σημαντικός περιορισμός επίσης είναι επίσης το χρώμα του κύριου σώματος του μπαστουνιού. Όπου το λευκό μπαστούνι έχει αποδεχθεί διεθνώς να είναι λευκό και έχει γίνει Σελίδα 81

83 πλέον σήμανση για τους κανονικά βλέποντες ανθρώπους πως ο ιδιοκτήτης του λευκού μπαστουνιού είναι οπτικά ανάπηρος. Ένας άλλος περιορισμός είναι πως αν το μπαστούνι θα χρησιμοποιείται και για στήριξη τότε δεν πρέπει να διασπάται για να αποθηκεύεται, ενώ αν είναι να διασπάται για να αποθηκεύεται τότε ο χρήστης δεν θα μπορεί να στηρίζεται πάνω του. Το σύστημα θα βρίσκεται μόνιμα συνδεδεμένο σε δίκτυο κινητής τηλεφωνίας. Δυστυχώς όμως το σήμα μπορεί να μην είναι πάντα επαρκές και δυνατό, μερικές φορές όμως μπορεί να βρίσκεται και εκτός δικτύου. Προδιαγραφές Φορητή συσκευή. Με την έννοια φορητή συσκευή εννοούμε ότι το σύστημα πρέπει να λειτουργεί χωρίς να είναι συνδεδεμένο στην πρίζα. Επομένως πρέπει να λειτουργεί όταν χρήστης την έχει μαζί του σε οποιοδήποτε σημείο και αν βρίσκεται. Ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του συστήματος. Το σύστημα δεν πρέπει να μένει μόνιμα ανοιχτό αλλά ο χρήστης να έχει την δυνατότητα ενεργοποίησης και απενεργοποίησης του. Ο λόγος είναι η εξοικονόμηση ενέργειας και η αποφυγή γρήγορης φθοράς με την πάροδο του χρόνου. Ανίχνευση εμποδίων (εμπόδια επιπέδου και κρεμαστά εμπόδια). Ο χρήστης έτσι κι αλλιώς μόνο με το μπαστούνι χωρίς τις ηλεκτρονικές του λειτουργίες αποκτά μια περίμετρο περίπου 80 εκατοστών ανίχνευσης εμποδίων του δαπέδου. Το σύστημα πρέπει να ανιχνεύει εμπόδια πέρα από αυτό. Συγκεκριμένα θέλουμε να ανιχνεύονται άλλες δυο φορές παραπάνω. Ο λόγος είναι ο εξής: Σε περίπτωση που βιάζεται ο χρήστης να έχει δυνατότητα λάθος άλλης μιας φοράς τη περίμετρο ανίχνευσης. Στη δεύτερη φορά της περιμέτρου θέλουμε δυνατότητα για να γυρίσει και να αλλάξει πορεία. Και την Τρίτη φορά θέλουμε να την κρατήσουμε για ασφάλεια. Έτσι συνολικά θέλουμε ο χρήστης από την θέση που βρίσκεται να γνωρίζει τα εμπόδια σε απόσταση 240 εκατοστών ή αλλιώς το κάτω άκρο του συστήματος να ανιχνεύει τα εμπόδια σε απόσταση 160 εκατοστών. Όσο για τα κρεμαστά εμπόδια η ακτίνα ανίχνευσης να είναι ίδια με τα παραπάνω. Αυτό που αλλάζει στα κρεμαστά εμπόδια είναι από πιο ύψος σχετικά με το πάτωμα πρέπει να ανιχνεύονται τα κρεμαστά εμπόδια. Σύμφωνα με την ανθρωπομετρία της εργονομίας το ύψος των ανδρών για το 95 ο %μόριο είναι 1855 χιλιοστά, ενώ για τις γυναίκες στο 95 ο %μόριο είναι 1710 χιλιοστά. Το σύστημα μας έτσι κι αλλιώς δεν διακρίνει άντρες ή γυναίκες οπότε πρέπει να πάρουμε σαν βάση το υψηλότερο άνθρωπο σύμφωνα με την ανθρωπομετρία, δηλαδή τα 1855 χιλιοστά. Εμείς για λόγους ασφαλείας θα προσθέσουμε άλλα 40 εκατοστά. Δηλαδή συνολικά το σύστημα πρέπει το σύστημα να ανιχνεύει κρεμαστά εμπόδια σε ύψος 2155 χιλιοστά και κάτω από το δάπεδο. Τα χαμηλά ταβάνια συνήθως βρίσκονται στα 2200 χιλιοστά, οπότε έτσι αποφεύγουμε και την ανίχνευση ταβανιού σαν εμπόδιο. Σελίδα 82

84 Σε περίπτωση που ο ανιχνευτής κρεμαστών εμποδίων τοποθετηθεί στο πάνω άκρο του συστήματος τότε πρέπει να παρθεί η θέση της παλάμης βάση της ανθρωπομετρίας στο 95 ο %μόριο των αντρών (επειδή είναι ψηλότεροι) και ανέρχεται στα 820 χιλιοστά από το πάτωμα. Με αυτήν την τοποθέτηση το εύρος ανίχνευσης πρέπει να είναι στα 1835 χιλιοστά μαζί με τα χιλιοστά ασφαλείας που βάλαμε και παραπάνω. Ανίχνευση αλλαγής επιπέδου (σκάλες ή λακκούβες). Το σύστημα επίσης πρέπει να ανιχνεύει τις σκάλες ανόδου ή καθόδου αλλά και τις λακκούβες που θα προκύψουν στην πορεία του χρήστη. Αποτελεσματική ανατροφοδότηση και εξατομικευμένο εύρος ερεθισμάτων. Το σύστημα πρέπει να δίνει διευκρινιστικές και ξεκάθαρες πληροφορίες που θα δημιουργούν τα σωστά ερεθίσματα στο χρήστη. Παροχή πρόσθετης ανατροφοδότησης. Το σύστημα δεν πρέπει να ανατροφοδοτεί μόνο με ένα συγκεκριμένο είδος του χρήστη. Σε πολλά σημεία το περιβάλλον δεν βοηθάει για να υπάρχει μόνο μια ανατροφοδότηση π.χ. ακουστική: αν είναι και το περιβάλλον θορυβώδες, ο χρήστης μπορεί να μην ακούσει καλά ή καθόλου την πληροφορία. Για αυτό και το σύστημα πρέπει να παρέχει πρόσθετη ανατροφοδότηση. Απτική διεπαφή. Για τα σημεία ελέγχου πρέπει να υπάρχει απτική σήμανση ή πληροφοριοδότηση σχετικά με το αποτέλεσμα αλλαγής της παραμέτρου. Ακουστική σήμανση. Τα αυτιά είναι πάρα πολύ πολύτιμα για τους οπτικά ανάπηρους καθώς η συμπεριφορά τους αλλάζει ανάλογα με τα στοιχεία που ακούν. Για το λόγο αυτό το σύστημα πρέπει να εκφωνεί τις πληροφορίες που ανιχνεύει. Αξιόπιστες πληροφορίες και ταξινομημένη σειρά ανίχνευσης. Το σύστημα πρέπει να έχει μια σειρά προτεραιοτήτων για τις πληροφορίες που θα δίνει στον χρήστη. Αν δεν ανιχνεύεται κάποια πληροφορία στις προτεραιότητες τότε το σύστημα ανιχνεύει την επόμενη προτεραιότητα κ.τ.λ. Σε περίπτωση που ο χρήστης παίρνει κάποια δευτερεύουσα πληροφορία και εμφανίζεται κάποια πληροφορία με υψηλότερη προτεραιότητα τότε πρέπει να γίνεται παύση της δευτερεύουσας πληροφορίας να δίνεται η πρωτεύων πληροφορία και ύστερα να γίνεται η συνέχιση της τρίτης. Η σειρά προτεραιοτήτων στις πληροφορίες είναι η εξής: 1. Κρεμαστά εμπόδια 2. Επίπεδα εμπόδια 3. Λακκούβες 4. Σκάλες καθόδου 5. Σκάλες ανόδου 6. Λοιπές πληροφορίες για το περιβάλλον. Γρήγορη ανταπόκριση. Η ασφάλεια του χρήστη είναι το βασικό σε αυτήν την εργασία. Έτσι η παραπάνω προτεραιότητες πρέπει να γίνονται πολύ γρήγορα για να μην δίνει περιθώρια λάθους στον χρήστη. Δυνατότητα χρήσης από όλες τις ηλικίες. Σελίδα 83

85 Όπως αναφέραμε και από την αρχή της εργασίας αυτής υπάρχουν άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα σε όλο το κόσμο και σε όλες τις ηλικίες. Οπότε το σύστημα πρέπει να μπορεί να χρησιμοποιείτε από μικρά παιδιά που έχουν συνείδηση του προβλήματος τους έως και άτομα που είναι σε μεγάλη ηλικία και μπορούν να χρησιμοποιούν το μπαστούνια σαν εξάρτημα κινητικότητας. Δυνατότητα χρήσης από άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλά άτομα. Όπως και το λευκό μπαστούνι έτσι και αυτό το σύστημα πρέπει να είναι χρήσιμο όχι μόνο για τα τυφλά άτομα αλλά και για τους μερικούς βλέποντες που έχουν υψηλά προβλήματα όρασης. Μεγεθυμένες ενδείξεις και σήματα σε κρίσιμους ελέγχους. Το σήματα και οι ενδείξεις πέρα από την χαρακτηριστική διαφοροποίηση που θα έχουνε πρέπει να είναι και αρκετά μεγάλες έτσι ώστε να της βρίσκει εύκολα ο χρήστης, για να μπορεί να κάνει τις αλλαγές παραμέτρων. Χρωματικές αντιθέσεις. Επειδή το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιείται και από μερικώς βλέποντες τα σημεία ελέγχου του πρέπει να έχουν χρωματικές αντιθέσεις για να είναι πιο χρήσιμο για αυτούς. Χρήση συστήματος χαρακτήρων Μπράιγ. Στα σημεία ελέγχου πέρα από το μέγεθος των σημείων ελέγχου και των χρωματικών αντιθέσεων πρέπει να αναγράφεται και με σύστημα χαρακτήρων Μπράιγ ή περιγραφή του σχετικού κουμπιού ή ένδειξης. Για παράδειγμα το κουμπί ενεργοποίησης να γράφει πάνω στο σύστημα χαρακτήρων Μπράιγ η λέξη: ΟΝ. Δυνατότητα ενεργοποίησης έκτακτης ανάγκης. Στο σύστημα πάνω πρέπει να υπάρχει ένα κουμπί, όπου με το πάτημα του χρήστη το σύστημα θα μπαίνει σε λειτουργία έκτακτης ανάγκης. Το σύστημα πρέπει να βγάζει επαναλαμβανόμενα ένα χαρακτηριστικό ήχο. Ενημέρωση στενών ανθρώπων του χρήστη σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Στις περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης το σύστημα πέρα από τα παραπάνω πρέπει να στέλνει με μήνυμα sms σε τρείς πιο κοντινούς συναισθηματικά ανθρώπους του τις συντεταγμένες της τοποθεσίας του στο χάρτη και πρέπει να τους ειδοποιεί πως βρίσκεται σε έκτακτη ανάγκη. Συγκεκριμένα το μήνυμα (με παραδειγματική τοποθεσία) πρέπει να έχει αυτό το πρότυπο: Χρειάζομαι την βοήθεια σου. Βρίσκομαι στην τοποθεσία: 41 08'22.3"N 24 53'16.4"E ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΗΣΕ ΜΑΖΙ ΜΟΥ. Το μήνυμα αυτό είναι 101 χαρακτήρων και δεν ξεπερνάει το όριο των σύντομων μνημάτων που είναι 160 χαρακτήρες. Πλοήγηση και ανακάλυψη νέων χώρων. To σύστημα όταν ο χρήστης περνάει από σημεία κοινωνικού ενδιαφέροντος (POI Point of Interests) πρέπει να πληροφορεί τον χρήστη ότι περνάει από ένα τέτοιο σημείο. Ανίχνευση του συστήματος όταν πέσει ή χαθεί από το χέρι του χρήστη. Αν πέσει από το χέρι του χρήστη το σύστημα πρέπει το σύστημα να το καταλαβαίνει αυτό και να ειδοποιεί το χρήστη. Δυνατότητα επιλογής πληροφόρησης. Σελίδα 84

86 Ο τρόπος που θα πληροφορείται ο χρήστης για τα εμπόδια πρέπει να είναι της επιλογής του. Δηλαδή ο χρήστης να επιλέγει με ποιον τρόπο θα ενημερώνεται για τα εμπόδια. Σήμανση πως το σύστημα είναι για άτομα με οπτική αναπηρία. Οι κανονικοί βλέποντες άνθρωποι πρέπει να καταλαβαίνουν πως το σύστημα που θα έχει στο χέρι του ο χρήστης είναι ένα σύστημα καθοδήγησης τυφλών. Ο χρήστης πρέπει να ενημερώνεται για το ποσοστό της μπαταρίας που διαθέτει το σύστημα. Οι εκφωνήσεις πρέπει να είναι φιλικές ως προς το χρήστη γιατί έτσι θα εμπιστευτεί πιο εύκολα το σύστημα. Τεχνικές Προδιαγραφές Arduino. Οι ηλεκτρονικές λειτουργίες του συστήματος να λειτουργούν με τα εξαρτήματα που έχουν παραχθεί και είναι συμβατά με το Arduino. Φορτίο μπαταρίας. Το φορτίο της μπαταρίας πρέπει να αντέχει ώστε να μπορεί να έχει διάρκεια λειτουργίας τουλάχιστον 16 ώρες. Αδιάβροχο. Το σύστημα πρέπει να είναι αδιάβροχο διότι κατά την διάρκεια της λειτουργίας και της χρήσης του, μπορεί να αρχίσει ξαφνικά μια βροχή ή ο χρήστης να ζει σε μια πόλη με πολλές βροχοπτώσεις και πέρα από την βροχή οι δρόμοι δεν είναι και πάντα στενοί. Με λίγα λόγια δεν θέλουμε το νερό να περιορίζει την λειτουργία του συστήματος. GPS Το σύστημα πρέπει να έχει ενσωματωμένο το σύστημα πλοήγησης GPS. Αυτή η λειτουργία θα επιτρέπει αποστολή τοποθεσίας είτε σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης είτε στο να ξέρει το ίδιο το σύστημα που βρίσκεται ο χρήστης. SIM Το σύστημα πρέπει να δέχεται κάρτα SIM για να μπορεί το σύστημα είτε να στέλνει μήνυμα σε έκτακτη ανάγκη είτε να συνδεθεί στο ίντερνετ. Ενσύρματη και Ασύρματη φόρτιση. Το σύστημα πρέπει να μπορεί να φορτίζεται από τον χρήστη είτε ενσύρματα είτε ασύρματα. Επομένως για την ασύρματη φόρτιση πρέπει να έχει και δική του βάση. Για την ενσύρματη φόρτιση θα χρειαστεί η θύρα φόρτισης. Υποδοχή micro USB To σύστημα πρέπει να έχει θύρα τύπου mini usb για να μπορεί να συνδέεται σε υπολογιστή έτσι ώστε να φορτώνεται το λογισμικό σε αυτό ή να γίνονται ενημερώσεις στο σύστημα. Bluetooth Πρέπει να υπάρχει δυνατότητα συνδεσιμότητας Bluetooth έτσι ώστε να μπορεί να κάνει ζεύξει το σύστημα με κάποιο ακουστικό Bluetooth. Audio Jack Σελίδα 85

87 Πρέπει να υπάρχει η γνωστή σε όλους θύρα εξόδου ήχου Audio Jack 3.5mm για να μπορούν να συνδεθούν ακουστικά που δεν χρειάζονται φόρτιση και χρησιμοποιούν την ενέργεια του συστήματος. Προδιαγραφές λογισμικού. Arduino Software Όλος ο προγραμματισμός του συστήματος πρέπει να γίνει στην πλατφόρμα προγραμματισμού Arduino Software ή κάποια άλλη πλατφόρμα που υποστηρίζει τον προγραμματισμό για Arduino. Ο προγραμματισμός θα γίνεται στην γλώσσα προγραμματισμού C Τεχνικά χαρακτηριστικά Λειτουργίας και Ευχρηστίας Λειτουργία Συστήματος Σε ολόκληρο το σύστημα υπάρχουν 5 βασικές ενέργειες οι οποίες μπορούν να εξυπηρετήσουν της απαιτήσεις, τους περιορισμούς, της προδιαγραφές και να δώσουν λύση στο προβληματικό χώρο. Οι πέντε βασικές λειτουργίες είναι: Ενεργοποίηση / Απενεργοποίηση Πληροφορίες Συστήματος Ανίχνευση Εμποδίων Συνδέσεις σε Δίκτυα Σημεία Κοινωνικού Ενδιαφέροντος Χάσιμο διεπαφής με το χρήστη Στον παρακάτω πίνακα βλέπουμε τις λειτουργίες και υπολειτουργίες του συστήματος. Πίνακας 4.3.1: Στο πίνακα Βλέπουμε όλες τις λειτουργίες του προτεινόμενου συστήματος. Σελίδα 86

88 Ο χρήστης από την στιγμή που θα ενεργοποιήσει το σύστημα ενεργοποιεί και τις υπόλοιπες λειτουργίες. Βασική παράμετρος σε αυτά είναι να υπάρχει ενέργεια στην μπαταρία του συστήματος. Από την στιγμή λοιπόν που θα ενεργοποιηθεί το σύστημα, η πρώτη ενέργεια είναι να ενημερώσει τον χρήστη για το υπολειπόμενο ποσοστό ενέργειας που έχει μείνει στο σύστημα, την ώρα και την ημερομηνία. Το να γνωρίζει ο χρήστης, το σύστημα είναι πολύ σημαντικό διότι τα τυφλά άτομα μπορεί να μην διαχωρίζουν εάν είναι ημέρα ή νύχτα. Ο χρήστης ενημερώνεται για αυτήν την ενέργεια μέσω της λειτουργίας ειδοποίηση χρήστη και συγκεκριμένα μόλις ενεργοποιηθεί το σύστημα δονείτε το σύστημα, βγαίνει ένας ήχος από το μικρό ηχείο που έχει ενσωματωμένο πάνω του το σύστημα και αν έχει συνδεδεμένα ακουστικά μέσω Bluetooth ή με καλώδιο ενημερώνεται και από εκεί. Η ενημέρωση από όλα τα μέσα είναι υποχρεωτική σε αυτήν την φάση ανεξαρτήτως από την επιλογή που έχει κάνει ο χρήστης στο σύστημα για να ενημερώνεται. Σε αυτήν τη φάση του συστήματος το σύστημα εκφωνεί την ακόλουθη πρόταση: Γεια σου, το ποσοστό της μπαταρίας μου είναι 80% και απομένουν 20 ώρες λειτουργίας μου. Η ώρα είναι 18 και 40. Η σημερινή ημερομηνία είναι η 21 Μαρτίου Είμαστε συνδεδεμένοι με το δίκτυο τηλεφωνίας και πλοήγησης (εάν υπάρχει σύνδεση, σε αντίθετη περίπτωση δεν εκφωνεί τις πληροφορίες για το σήμα. Σημείωση: Όλες οι τιμές που αναγράφονται είναι παραδειγματικές και η προέλευση τους είναι από τα ηχογραφημένα αρχεία που θα υπάρχουν αποθηκευμένα στο σύστημα. Στην συνέχεια το σύστημα ελέγχει για το εάν υπάρχουν επίπεδα ή κρεμαστά εμπόδια και αν υπάρχουν στην εμβέλεια ανίχνευσης αλλαγές επιπέδων. Αυτό θα το πετυχαίνει με το σύστημα των υπέρηχων που θα διαθέτει ενώ η σειρά προτεραιοτήτων που θα διαθέτει θα είναι έτσι όπως έχουν προκαθοριστεί στις προδιαγραφές. Ο τρόπος που θα ειδοποιείται ο χρήστης εδώ πέρα εξαρτάται και από τις επιλογές ειδοποίησης που έχει κάνει ο χρήστης. Ο χρήστης γενικότερα για το σύστημα ειδοποίησης και πληροφόρησης έχει τις εξής επιλογές ειδοποίησης και ενημέρωσης σε συνδυασμό με αυτήν την λειτουργία: Ακουστικά: μέσω ακουστικού Bluetooth ή μέσω ακουστικών καλωδίου Audio Jack. Εάν υπάρχει εμπόδιο στην πορεία του χρήστη αριστερά, δεξιά, πάνω, κάτω ή μπροστά του, το σύστημα εκφωνεί τα εμπόδια ως εξής: 1. Εμπόδιο στα αριστερά μας. 2. Εμπόδιο στα δεξιά μας. 3. Κρεμαστό εμπόδιο. 4. Λακκούβα στην πορεία μας. 5. Εμπόδια μπροστά μας, προτείνω να «πάμε αριστερά» (εάν είναι ελεύθερα) ή «πάμε δεξιά» (εάν δεν είναι ελεύθερα από αριστερά) ή «γυρίσουμε πίσω» (εάν δεν είναι ελεύθερα από αριστερά και από δεξιά). 6. Υπάρχει ανοδική σκάλα μπροστά μας. 7. Υπάρχει καθοδική σκάλα μπροστά μας. Απτικά: Στο σημείο όπου ο χρήστης πιάνει με το χέρι του το σύστημα, θα νιώθει δονήσεις. Μόλις ανιχνευθούν εμπόδια ο χρήστης θα νιώθει δονήσεις αριστερά, δεξιά, πάνω, κάτω ή κάποιο συνδυασμό αυτών. Έτσι για παράδειγμα εάν υπάρχει εμπόδιο στα αριστερά νιώθει δόνηση αριστερά, εάν υπάρχει εμπόδιο δεξιά νιώθει δόνηση στα δεξιά, εάν υπάρχει κρεμαστό εμπόδιο νιώθει δόνηση πάνω, εάν υπάρχει Σελίδα 87

89 λακκούβα νιώθει εμπόδιο κάτω ενώ εάν υπάρχει μπροστά του εμπόδιο νιώθει δόνηση σε ολόκληρη την παλάμη του. Η διάρκεια των δονήσεων πρέπει να είναι για δύο δευτερόλεπτα. Και τα δύο: Σε περιπτώσεις που ο χρήστης βρίσκεται σε θορυβώδες περιβάλλοντα, μπορεί να επιλέξει αυτήν την επιλογή έτσι ώστε να είναι σίγουρος από την ακουστική ειδοποίηση του. Η δονήσεις θα γίνονται την στιγμή που εκφωνείτε η ειδοποίηση. Στην συνέχεια το σύστημα συνδέεται σε δίκτυο κινητής τηλεφωνίας και στο σύστημα πλοήγησης. Αυτή η λειτουργία θα επιτρέπει στον χρήστη όταν θα πατήσει το κουμπί έκτακτης ανάγκης να στέλνεται το μήνυμα ζήτησης βοήθειας και πέρα από αυτό για την επόμενη λειτουργία θα χρειάζεται το σύστημα να ξέρει που βρίσκεται έτσι ώστε να μπορεί να του δίνει πληροφορίες για τα σωστά σημεία κοινωνικού ενδιαφέροντος και δημόσια σημεία. Ο χρήστης πρέπει να έχει την δυνατότητα ενημέρωσης για το εάν είναι συνδεδεμένος στα δίκτυα. Έτσι πρέπει να προστεθεί ένα κουμπί όπου μόλις το πατήσει ο χρήστης θα ενημερώνεται ακουστικά μόνο για αυτήν την λειτουργία. Αυτό το κουμπί πρέπει να είναι γενικότερα κουμπί πληροφόρησης για το σύστημα. Έτσι η εκφώνηση σε αυτό το σημείο πρέπει να είναι ως εξής: Το ποσοστό της μπαταρίας μου είναι 80% και απομένουν 20 ώρες λειτουργίας μου. Η ώρα είναι 18 και 40. Η σημερινή ημερομηνία είναι η 21 Μαρτίου Είμαστε συνδεδεμένη με το δίκτυο τηλεφωνίας και πλοήγησης (εάν υπάρχει σύνδεση) ή δεν ήμαστε συνδεδεμένη στο δίκτυο τηλεφωνίας και πλοήγησης.. Σημείωση: Όλες οι τιμές που αναγράφονται είναι παραδειγματικές και η προέλευση τους είναι από τα ηχογραφημένα αρχεία που θα υπάρχουν αποθηκευμένα στο σύστημα Η επόμενη λειτουργία παίρνει συνεχόμενα δεδομένα για την τοποθεσία του χρήστη. Εάν το σημείο που βρίσκεται είναι σημείο κοινωνικού ενδιαφέροντος ή δημόσιο σημείο τότε ο χρήστης πληροφορείτε για αυτό το σημείο που διαπερνάει αλλά παίρνει πληροφορίες μόνο ακουστικά. Το θέμα σε αυτήν την κατηγορία είναι από που θα παίρνει τις ακουστικές πληροφορίες το σύστημα. Η ιστοσελίδα διαθέτει ένα μεγάλο εύρος ακουστικών πληροφοριών για σημεία ενδιαφέροντος και δημόσια σημεία. Στις λίστες διαθέτει όλα τα σημεία κοινωνικού ενδιαφέροντος. Στον παρακάτω πίνακα βλέπουμε συνολικά πόσες κατηγορίες υπάρχουν για κάθε κατηγορία, πόσα διαφορετικά είδη ή μάρκες υπάρχουν, πόσα σημεία υπάρχουν και ποιο είναι το συνολικό τους μέγεθος: ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΕΙΔΗ/ΜΑΡΚΑ ΣΗΜΕΙΑ Μέγεθος Αρχείων 1 Σούπερ Μάρκετ Wifi Spots Ακτοπλοϊκές Εταιρείες Αρώματα - Ομορφιά - Κομμωτήρια Αυτοκίνητα Βενζινάδικα Βιβλία-Χαρτικά Βίντεο - DVD Γαστρονομία Δημόσιες Υπηρεσίες Διάφορα Κοσμήματα Δίσκοι - Ήχος - Εικόνα Είδη δώρων Εκπαίδευση Σελίδα 88

90 15 Ένδυση - Υπόδηση Εξοπλισμός Σπιτιού Εξορμήσεις - Αξιοθέατα Επικίνδυνα Σημεία Επισκευές Συσκευών Ζαχαροπλαστεία Θρησκεία Καταλύματα - Ξενοδοχεία Κατάστημα Ηλεκτρονικών Κατοικίδια Καφετέριες Κινηματογράφοι Κοσμηματοπωλεία Λαϊκές Αγορές Λέσχες Αυτοκινήτου Μέσα Μαζικής Ενημέρωσης Μοτοσικλέτα Νυχτερινή Διασκέδαση Οπτικά Οργανισμοί - Ιδρύματα - Λέσχες Οργάνωση Εκδηλώσεων Παιδικά Παιχνίδια - Παιδότοποι Παιδική Ένδυση - Υπόδηση Περιοχές Πολιτισμός Πολυκαταστήματα Σπορ Συγκοινωνίες Ταχυμεταφορές Τηλεφωνία Τράπεζες Υπηρεσίες Υπηρεσίες Ασφάλειας Υπηρεσίες Υγείας Φωτογραφικά Ψυχαγωγία Σύνολο: ,26 MB Πίνακας 4.3.2: Στο πίνακα Βλέπουμε όλα τα σημεία κοινωνικού ενδιαφέροντος (POIs). Από το πίνακα παρατηρούμε πως υπάρχουν συνολικά 671 διαφορετικά είδη και διαφορετικά σημεία κοινωνικού ενδιαφέροντος και δημόσια σημεία σε 50 κατηγορίες. Ενώ το συνολικό μέγεθος των ηχογραφημένων αρχείων είναι μόλις 40,26 megabytes. Σελίδα 89

91 Στην λειτουργία χαμένης διεπαφής το σύστημα θα έχει τοποθετημένο σύστημα υπέρηχου όπου θα λειτουργεί ανάποδα. Δηλαδή όσο υπάρχει εμπόδιο (το σώμα του χρήστη) δεν θα δίνει καμία ειδοποίηση. Ενώ αν δεν υπάρχει εμπόδιο στο εύρος 80 εκατοστών τότε το σύστημα αρχίζει και από το ενσωματωμένο ηχείο του αρχίζει και βγάζει έναν ήχο ειδοποίησης τύπου μπιπ-μπιπ και αρχίζει να δονεί και τα τέσσερα σημεία δόνησης του. Για να ενισχυθεί ακόμα περισσότερο αυτή η λειτουργία θα χρησιμοποιήσουμε και ένα επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων, όπου όταν το σύστημα θα βρίσκεται στο χέρι του χρήστη αυτό θα έχει μηδενικές όλες τις τιμές στους τρεις άξονες. Όταν πέσει ουσιαστικά το σύστημα από το χέρι του χρήστη, οι τιμές του θα είναι κάτω από το μηδέν και συγκεκριμένα κάτω από 30 εκατοστά (δηλαδή y=-30), θα δίνει και πάλι από το εξωτερικό ηχείο τους ήχους μπιπμπιπ. Η λειτουργία αυτή σταματάει από μόνη της όταν ο χρήστης ξαναπάρει και άρα το σύστημα ξανά ανιχνεύει εμπόδιο στο συγκεκριμένο σημείο του συστήματος και οι τιμές του y<-30 εκατοστών. Από την στιγμή της ενεργοποίησης έως και την στιγμή της απενεργοποίησης ο χρήστης έχει άμεση πρόσβαση στο κουμπί έκτακτης ανάγκης. Το θεωρούμε πολύ σημαντικό αυτό διότι ο χρήστης μπορεί να μην χρησιμοποιεί τις ηλεκτρονικές λειτουργίες του συστήματος σε κάποια σημεία αλλά πρέπει να μπορεί να έχει άμεση πρόσβαση στην λειτουργία έκτακτης ανάγκης. Σε αυτό το σημείο το σύστημα ειδοποιεί τον χρήστη ηχητικά μέσω ακουστικού. Συγκεκριμένο το μήνυμα που εκφωνεί το σύστημα είναι το εξής: Μπαίνουμε σε λειτουργία έκτακτης ανάγκης. Πρέπει να μείνουμε ήρεμοι και δεν πρέπει να αγχωνόμαστε. Ενημερώνω τους φίλους μας να έρθουν να μας βοηθήσουν. Ηχογραφημένα Αρχεία Ήχου. Το σύστημα πρέπει να έχει συγκεκριμένες ηχογραφήσεις για να μπορεί να ανταπεξέλθει στις προδιαγραφές και τις τεχνικές λειτουργίες του συστήματος. Η λίστα των ηχογραφημένων αρχείων που πρέπει να υπάρχουν αποθηκευμένα στο σύστημα είναι η εξής: Για την λειτουργία Ενεργοποίησης / Απενεργοποίησης θα χρειαστούμε τα παρακάτω 2 αρχεία ηχογραφημένου ήχου. Για την ενεργοποίηση του συστήματος: Γεια σου. Συνολικά 1 αρχείο ηχογραφημένου ήχου. Για την απενεργοποίηση του συστήματος: Χάρηκα που είμασταν μαζί σήμερα. Να προσέχεις τον εαυτό σου. Αντίο. Συνολικά 1 αρχείο ηχογραφημένου ήχου. Για την λειτουργία Πληροφορίες Συστήματος θα χρειαστούμε τα παρακάτω 283 αρχεία ηχογραφημένου ήχου. Για το ποσοστό της μπαταρίας: Το ποσοστό της μπαταρίας μου είναι. Ένα τοις Εκατό, Δυο τοις Εκατό έως εκατό τοις εκατό. Και απομένουν Λιγότερα από μια ώρα, Μία ώρα, Δύο ώρες έως 16 ώρες. Λειτουργίας μου. Συνολικά = 128 αρχεία ηχογραφημένα ήχου. Σελίδα 90

92 Για την ενημέρωση ώρας: Η ώρα είναι Μια, δυο, τρείς. έως και πενήντα εννέα. Συνολικά 61 αρχεία ηχογραφημένα ήχου. Για την ενημέρωση ημερομηνίας: Η σημερινή ημερομηνία είναι Μία, δύο, τρείς έως και τριάντα μία. Ιανουαρίου, Φεβρουαρίου, Μαρτίου έως και Δεκεμβρίου. Δυο χιλιάδες δέκα έξι, δυο χιλιάδες δέκα επτά, δυο χιλιάδες δέκα οχτώ έως και δύο χιλιάδες εξήντα έξι. Συνολικά = 94 αρχεία ηχογραφημένα ήχου. Για την λειτουργία Ανίχνευσης Εμποδίων θα χρειαστούμε τα παρακάτω 10 αρχεία ηχογραφημένου ήχου. Για την ανίχνευση επίπεδων εμποδίων: Εμπόδιο στα αριστερά μας. Εμπόδιο στα δεξιά μας. Εμπόδια μπροστά μας. Λακκούβα στην πορεία μας. Προτείνω να πάμε αριστερά. Προτείνω να πάμε δεξιά. Προτείνω να γυρίσουμε πίσω. Υπάρχει ανοδική σκάλα μπροστά μας. Υπάρχει καθοδική σκάλα μπροστά μας. Συνολικά 9 αρχεία ηχογραφημένα ήχου. Για την ανίχνευση κρεμαστών εμποδίων: Κρεμαστό εμπόδιο. Συνολικά 1 αρχεία ηχογραφημένα ήχου. Για την λειτουργία Σύνδεση σε δίκτυα θα χρειαστούμε τα παρακάτω 4 αρχεία ηχογραφημένου ήχου. Για την σύνδεση σε δίκτυο κινητής τηλεφωνίας GSM: Είμαστε συνδεδεμένοι με δίκτυο κινητής τηλεφωνίας. Δεν είμαστε συνδεδεμένοι στο δίκτυο κινητής τηλεφωνίας. Για την σύνδεση σε δίκτυο πλοήγησης GPS: Είμαστε συνδεδεμένοι με το δίκτυο πλοήγησης. Δεν είμαστε συνδεδεμένοι με το δίκτυο πλοήγησης. Συνολικά 4 αρχεία ηχογραφημένα ήχου. Για την λειτουργία POI θα χρησιμοποιήσουμε τον πίνακα που αναφέραμε και παραπάνω με 671 αρχεία ηχογραφημένου ήχου. Για την λειτουργία Χαμένη Διεπαφή θα χρειαστούμε το παρακάτω αρχείο ηχογραφημένου ήχου: Σελίδα 91

93 Χαμένη διεπαφή. Παρακαλώ ακολούθησε το εξωτερικό ήχο που βγάζει το σύστημα για να γίνει εκ νέου ζεύξη. Για την λειτουργία Έκτακτης ανάγκης θα χρειαστούμε το παρακάτω αρχείο ηχογραφημένου ήχου. Μπαίνουμε σε λειτουργία έκτακτης ανάγκης. Πρέπει να μείνουμε ήρεμοι και δεν πρέπει να αγχωνόμαστε. Ενημερώνω τους φίλους μας να έρθουν να μας βοηθήσουν. Τα συνολικά 972 αρχεία ηχογραφημένου ήχου θα τα χρησιμοποιήσουμε για να ενημερώνεται ο χρήστης μόνο με τις ακουστικές μεθόδους: ακουστικά Bluetooth και ακουστικά καλωδίου Audio Jack 3.5mm. Το εκτιμώμενο μέγεθος των αρχείων δεν αναμένεται να ξεπεράσουν τα 100 Μb. Το ερώτημα που γεννιέται είναι το γιατί δεν εκφωνούνται αυτές οι πληροφορίες και από το εξωτερικό μικρό ηχείο του συστήματος. Η απάντηση είναι η εξής: Αν εκφωνούνται οι πληροφορίες και δυνατά τότε ο χρήστης θα πρέπει να βρίσκεται μόνο σε ήσυχα περιβάλλοντα για να μπορεί να ακούει τις πληροφορίες και θα πρέπει να είναι απόλυτα συγκεντρωμένος σε αυτό, σε θορυβώδη περιβάλλοντα δηλαδή θα αντιμετωπίζει δυσκολίες. Παράλληλα με αυτό μπορεί κάποιοι άνθρωποι να ενοχλούνται με αυτό, ενώ ούτε ο χρήστης θα νιώθει καλά αν με την τύψη ότι μπορεί κάποιος να ενοχλείται από τις εκφωνήσεις του συστήματος. Τεχνική Λειτουργία του Συστήματος. Το σύστημα όπως έχουμε αναφέρει και προηγουμένως έχει τις εξής βασικές λειτουργίες: Ενεργοποίηση / Απενεργοποίηση Πληροφορίες Συστήματος Ανίχνευση Εμποδίων Συνδέσεις σε δίκτυα Αναφορές για σημεία κοινωνικού ενδιαφέροντος Χαμένη διεπαφή Και λειτουργία έκτακτης ανάγκης. Το σύστημα όμως για να μπορεί να κάνει αυτές τις ενέργειες πρέπει να έχει και τα κατάλληλα χαρακτηριστικά υλικού. Όπως αναλύσαμε στο Κεφάλαιο 3, τα συστήματα που προσφέρει το Arduino φαίνονται πολύ ιδανικά για την υλοποίηση του Συστήματος αυτού. Στον παρακάτω πίνακα βλέπουμε ποια τεχνικά συστήματα του Arduino πρέπει να χρησιμοποιηθούν έτσι ώστε να λειτουργήσει το σύστημα. Παράλληλα με τα συστήματα του Arduino βλέπουμε και ποιες λειτουργίες ακριβώς θα κάνει το κάθε κομμάτι και ποιες συνδέσεις πρέπει να γίνουνε. Σελίδα 92

94 Πίνακας 4.3.3: Στο πίνακα Βλέπουμε όλες τις λειτουργίες και τις συνδέσεις αυτών στο σύστημα. Πίνακας 4.3.4: Στο πίνακα Βλέπουμε όλες τις τεχνικές λειτουργίες και συνδέσεις του συστήματος. Σελίδα 93

95 Η επιλογή της χωρητικότητας της μπαταρίας έγινε με το εξής υπολογισμό, θέτοντας σαν κριτήριο πως θέλουμε η ενέργεια του συστήματος να είναι επαρκές για 16 ώρες συνεχόμενης λειτουργίας: Η Συσκευή έχει 17 εξαρτήματα με ανώτατη τάση 5.5V και 0,4 amp. Έχουμε λοιπόν 5,2 Χ 0,4 = 2,2 watts. Για 16 ώρες συνεχόμενης λειτουργίας θα πρέπει 2,2w X 16 h = 35,2. Για το μέγεθος μπαταρίες οπότε έχουμε: 35,2 / 5.5 = 6,400 mah. Άρα συγκεκριμένα η μπαταρία μας πρέπει να είναι V 16 Ah με χωρητικότητα 6400 mah. Σενάρια χρήσης. Στα παρακάτω σενάρια θα δούμε πως το σύστημα αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιείτε από τους χρήστες με διάφορες οπτικές αναπηρίες. Σενάριο 1 Ο Αλέξης είναι 20 χρονών και είναι φοιτητής λογιστικής. Στην πόλη που σπουδάζει ζούνε περίπου 4 εκατομμύρια άνθρωποι. Γεννήθηκε τυφλός με μηδενική όραση. Από την γέννηση του οι μόνοι ερεθισμοί που παίρνει από το περιβάλλον του είναι μέσω των αυτιών του. Πήρε ειδική εκπαίδευση και έμαθε πάρα πολλά πράγματα για το κόσμο στο οποίο ζει χωρίς να είχε ποτέ κάποια εικόνα για αυτά. Η μητέρα του ζει με αυτόν στην πόλη την οποία σπουδάζει του μαγειρεύει, πλένει τα ρούχα του και τον φροντίζει συνέχεια για όλες του τις ανάγκες. Ο Αλέξης καθημερινά ξυπνάει, τρώει, ετοιμάζεται και παίρνει το έξυπνο μπαστούνι από την βάση του και ξεκινάει την πορεία του προς την σχολή. Λόγο των πολλών ανθρώπων στην πόλη, ο Αλέξης επιλέγει πάντα να ειδοποιείται απτικά και ακουστικά με το Bluetooth ακουστικό που είναι συνδεδεμένα με το μπαστούνι και στην πορεία του ενημερώνεται συνέχεια για τα εμπόδια που βγαίνουν μπροστά του και από της εκφωνήσεις του συστήματος αλλά και από τις δονήσεις που νιώθει στο χέρι του. Πηγαίνει από το σπίτι στην στάση λεωφορείου με τα πόδια μόνος του ενώ καταλαβαίνει πως έχει φτάσει στην σωστή στάση λεωφορείου μέσω του συστήματος. Ο Αλέξης χρησιμοποιεί ακουστικό Bluetooth στο ένα αυτή για να παίρνει ηχητικά ερεθίσματα από το περιβάλλον του (όπως οι εκφωνήσεις του λεωφορείου για της στάσης) με το άλλο του αυτί. Το Bluetooth ακουστικό που έχει είναι συνδεδεμένο παράλληλα και με το κινητό του καθώς η μητέρα του των παίρνει πολλές φορές τηλέφωνο για να ενημερώνεται για το που βρίσκεται. Μετά το μάθημα ο Αλέξης πηγαίνει συνήθως καμία βόλτα στην αγορά και ενημερώνεται για τα καταστήματα και τις καφετέριες που διαπερνά μέσω του συστήματος. Ενημερώνεται συνεχόμενα για την ώρα μέσω του συστήματος ενώ μετά την βόλτα πηγαίνει σπίτι του και έτσι επαναλαμβάνεται συνήθως η καθημερινότητα του. Σενάριο 2 Η Ελένη είναι 32 χρονών και έχασε την περισσότερη όραση της σε μικρή ηλικία καθώς οι γονείς της άργησαν να καταλάβουν πως είχε πρόβλημα όρασης και έτσι όταν το έμαθαν δεν μπορούσαν να κάνουν κάτι παραπάνω. Παρόλα αυτά όμως η Ελένη έχει μερική όραση και διακρίνει αντικείμενα όταν είναι σε απόσταση 20 εκατοστών μπροστά της. Διακρίνει επίσης την ημέρα με την νύχτα ενώ αντικείμενα με χρωματικές αντιθέσεις την βοηθάνε πολύ. Η Ελένη γεννήθηκε σε μικρή πόλη και μετά τις σπουδές της κατάφερε και βρήκε δουλειά σε μεγαλύτερη πόλη σε ένα γραφείο και δουλεύει σαν υπάλληλος γραφείου. Συντάσσει κείμενα και κάνει διάφορες δουλειές γραφείου με την ειδική οθόνη Μπράιγ που έχει πάρει και έχει συνδέσει με τον υπολογιστή της από μόνη της. Σελίδα 94

96 Η Ελένη ζει μόνη της στην πόλη της εργασίας της. Η πόλη αυτή δεν είναι πολύ μεγάλη και δεν χρειάζεται να παίρνει κάποιο μέσων μεταφοράς για να πηγαίνει στην δουλειά της. Καθημερινά η Ελένη παίρνει το έξυπνο μπαστούνι της, κατεβαίνει με ασφάλεια τις σκάλες από την πολυκατοικία που μένει, ενημερώνεται συνεχόμενα για τα εμπόδια στην πορεία της και εδώ και έξι μήνες πρέπει να διαπεράσει και μια οδό όπου γίνετε ανακαίνιση σε παλιά κτήρια. Στην οδό αυτή καθημερινά τα εμπόδια είναι διαφορετικά, κρεμαστά αλλά επίπεδα εμπόδια σε διαφορετική θέση. Τα διαπερνά όμως μέσω των εκφωνήσεων από το μπαστούνι της. Η Ελένη επίσης παίρνει σημαντική βοήθεια και για το χώρο της εργασίας της, αφού δουλεύει σε εταιρεία όπου τα γραφεία τους. Είναι σε κτήριο τριών ορόφων και πολλές φορές πρέπει να πηγαίνει από όροφο σε όροφο. Μετά την δουλειά η Ελένη πηγαίνει στην αγορά για να παίρνει ότι χρειάζεται για το σπίτι της, αφού μένει μόνη της και δεν μπορεί να τα κάνει κάποιος άλλος. Κάθε Κυριακή η Ελένη και οι φίλες της κάνουν κάποια δραστηριότητα πηγαίνουν για καφέ, για φαγητό και κάνουν βόλτες στα αξιοθέατα της πόλης. Με το έξυπνο μπαστούνι η Ελένη παίρνει διάφορες πληροφορίες για το που βρίσκεται και για το τι διαπερνά στις δραστηριότητες της. Και κάθε βράδυ η Ελένη τοποθετεί το μπαστούνι στην βάση του, δίπλα στο κρεβάτι της για να φορτίσει και για να είναι έτοιμη για την επόμενη ημέρα. Σενάριο 3 Ο κύριος Κώστας είναι παντρεμένος με δυο παιδιά τα οποία μόλις τελείωσαν τις σπουδές τους και άρχισαν να δουλεύουν. Ο κύριος Κώστας κάνει τεχνικές εργασίες σε μια εταιρεία, καθώς του άρεσε πάρα πολύ να κινείτε και να μην μένει σε ένα χώρο για πολύ ώρα. Πρόσφατα είχε ένα ατύχημα και έχασε την όραση του. Η γυναίκα του των βοήθησε πάρα πολύ σε αυτήν την δύσκολη φάση της ζωής του και δεν έχει καμία εμπειρία για την κινητικότητα με μπαστούνια η τίποτα άλλο. Ο γιος του του πήρε το έξυπνο μπαστούνι καθώς θέλει να βοηθήσει και αυτός τον πατέρα του. Ο κύριος Κώστας παίρνει το μπαστούνι και ο γιος του, του δείχνει πως να το ενεργοποιεί. Ενθουσιασμένος από την εκφώνηση με τα ενσύρματα ακουστικά αρχίζει και περπατάει. Καθώς περπατάει ακούει και νιώθει δονήσεις σε διάφορα σημεία στο χέρι του καθώς καταλαβαίνει που βρίσκονται τα εμπόδια στην πορεία του. Ο κύριος Κώστας όλη την ημέρα εκείνη έκανε βόλτες στο σπίτι ενθουσιασμένος με το μπαστούνι καθώς ο γιός του, του είχε δείξει όλες τις λειτουργίες του μπαστουνιού. Την επόμενη ημέρα η γυναίκα του κύριου Κώστα ήθελε να πάει για ψώνια καθώς εδώ και ημέρες δεν μπορούσε να πάει λόγω των άσχημων περιστατικών του άντρα της. Η γυναίκα του πήγε στα ψώνια ενώ ενημέρωσε τον κύριο Κώστα πως δεν θα αργήσει. Ο κύριος Κώστας όμως μετά από μισή ώρα δεν άντεξε και ήθελε να βγει και αυτός. Όποτε ετοιμάστηκε πήρε το έξυπνο μπαστούνι του και βγήκε έξω από το σπίτι. Ζούσε στην περιοχή που γεννήθηκε, την ήξερε πολύ καλά και ήξερε που ήθελε να πάει. Πήγε στο καφενείο που πήγαινε συνέχεια. Ήξερε την περιοχή αλλά δεν ήξερα ποιο κτήριο ήτανε. Ο γιός του είχε ξεχάσει να τον ενημερώσει για την λειτουργία ενημέρωσης χώρων με κοινωνικό ενδιαφέρων και άρχισε να αγχώνεται για το μήπως χάθηκε. Ξαφνικά ακούει από το ακουστικό για το καφενείο και έμεινε έκπληκτος. Μετά το καφέ του, ο κύριος Κώστας ήθελε να πάει σπίτι πριν γυρίσει η γυναίκα του, καθώς δεν είχε πάρει ούτε το κινητό μαζί του. Όταν βγήκε από το καφενείο θυμήθηκε πόσο του είχαν λείψει η βόλτες στο μεγάλο πάρκο της περιοχής του, από την άλλη όμως θυμήθηκε ότι η γυναίκα του δεν ήξερε που είναι ο άντρας της. Πατάει το κουμπί Σελίδα 95

97 πληροφοριών και μαθαίνει την ώρα. Αποφασίζει ότι είναι νωρίς ακόμα και πηγαίνει στο πάρκο που του είχε λείψει. Φτάνει στο πάρκο, κάθεται σε ένα παγκάκι και το μπαστούνι του πέφτει. Ξαφνικά ακούει ένα ήχο, περίεργος αντί να αρχίζει να ψάχνει το μπαστούνι του αποφάσισε να κυνηγήσει το ήχο. Με το που ακουμπάει τη συσκευή που έβγαζε τον ήχο καταλαβαίνει ότι είναι το έξυπνο μπαστούνι του. Το σηκώνει και ο ήχος σταματά. Ο κύριος Κώστας ενθουσιάστηκε ακόμα περισσότερο και αποφάσισε να κάνει μεγαλύτερη βόλτα. Σηκώθηκε και άρχισε να περπατά, να περπατά, να περπατά και ξαφνικά ξέχασε το που βρισκότανε. Ζήτησε βοήθεια αρκετές φορές μήπως υπάρχει κανείς στην περιοχή για να τον ανακατευθύνει αλλά δίχως αποτέλεσμα. Έτσι λοιπόν θυμήθηκε το κουμπί της έκτακτης ανάγκης. Άκουσε τις οδηγίες και βρήκε ένα άλλο παγκάκι και έκατσε και περίμενε. Σε ένα τέταρτο έφτασε στο χώρο ο γιός του, καθώς τον ενημέρωσε πως έχουν ενημερωθεί η μαμά και η αδερφή του για το ίδιο μήνυμα έκτακτης ανάγκης που έλαβαν στο κινητό τους. Ο γιός του πήρε το κύριο Κώστα και τον πήγε σπίτι τους. Ο κύριος Κώστας ένιωσε άσχημα για όλα αυτά, όμως ούτε την επόμενη ημέρα σκόπευε να κάτσει όλη την ημέρα μέσα στο σπίτι. Σελίδα 96

98 4.4 Σχεδίαση Σε αυτήν την ενότητα που ακολουθεί, θα δούμε το αποτέλεσμα όλης της έρευνας που έχει γίνει μέχρι εδώ και θα δούμε τις σχεδιαστικές προτάσεις που έχουν προκύψει ύστερα από όλα τα παραπάνω κριτήρια. Πριν δούμε όμως τις σχεδιαστικές προτάσεις θα πρέπει να επισημανθούν κάποια πολύ σημαντικά πράγματα: Η μελέτη και η έρευνα έχουν γίνει ώστε να σχεδιαστεί ένα έξυπνο μπαστούνι, οπότε η φόρμα των σχεδίων είναι πολύ συγκεκριμένη. Θα πρέπει να είναι στενόμακρο και συγκεκριμένα 115 εκατοστά που είναι το συνηθισμένο μέγεθος μπαστουνιού. Από τους απλούς νόμους της φυσικής γνωρίζουμε πως για την συγκεκριμένη λειτουργικότητα, το περισσότερο βάρος πρέπει να είναι όσο το δυνατών πιο κοντά στο χέρι. Γιατί σε αντίθετη περίπτωση το βάρος του αντικειμένου θα νιώθεται από τον χρήστη περισσότερο βαρύ λόγο του βαρυτικού πεδίου της Γης. Αυτό επηρεάζει την φόρμα του μπαστουνιού και όλες οι προτάσεις είναι περισσότερο ογκώδες προς την πάνω μεριά του μπαστουνιού. Όλα τα μπαστούνια πρέπει να είναι σε θέση να παίρνουν όλες τις μύτες των λευκών μπαστουνιών άρα πρέπει στο πάτο του μπαστουνιού να υπάρχει η κατάλληλη υποδοχή. Οπότε στις παρακάτω σχεδιαστικές προτάσεις θα δούμε περισσότερο το πόσο διαφορετική αισθητική μπορεί να υπάρχει η τοποθέτηση των λειτουργικών κουμπιών, υποδοχών, κ.τ.λ., διαφορετικούς τρόπους αποθήκευσης του μπαστουνιού και διαφορετικούς τρόπους προσαρμογής μεγέθους σε κάθε πρόταση. Concept 1. Εικόνα 4.4.1: Σχεδιαστική πρόταση 1, σε όλες τις όψεις της (μπροστινή, αριστερή, δεξιά πίσω και προεπιλεγμένη). Η παραπάνω πρόταση είναι χαρακτηριστική με τα 4 διαφορετικά αποσπόμενα κομμάτια της. Το μπαστούνι συγκεντρώνει όλες τις πλακέτες του στο οβάλ σημείο κάτω από το χερούλι, ενώ το ίδιο το χερούλι έχει πάνω του τέσσερα διαφορετικά κομμάτια όπου το κάθε κομμάτι Σελίδα 97

99 έχει ενσωματωμένο μοτέρ δόνησης. Στο πίσω μέρος του χερουλιού υπάρχει το κουμπί ενεργοποίησης και απενεργοποίησης του συστήματος και κάτω από αυτό η υποδοχή για ενσύρματα ακουστικά. Στο εσωτερικό του οβάλ κομματιού του μπαστουνιού φυλάσσονται όλες οι πλακέτες που θα κάνουν εφικτή την λειτουργία του μπαστουνιού. Ενώ στο εξωτερικό μέρος υπάρχει πάνω το κουμπί πληροφοριών και κάτω από αυτό ο αισθητήρας για κρεμαστά εμπόδια. Στην πίσω και εξωτερική επιφάνεια, υπάρχει το κουμπί της έκτακτης ανάγκης και κάτω από αυτό τρία μικρά κουμπιά όπου δίνεται η δυνατότητα στο χρήστη για τους τρόπους που θέλει να ειδοποιείτε για τα εμπόδια (μόνο με δόνηση, μόνο ηχητικά, ηχητικά και με δόνηση ταυτόχρονα). Στην δεξιά και κάτω επιφάνεια του μπαστουνιού υπάρχει το κουμπί ζεύξης για ακουστικά Bluetooth, ενώ κάτω από αυτό το μικρό ηχείο που βγάζει χαρακτηριστικό ήχο όταν πέσει από το χέρι του μπαστουνιού. Και τέλος στην αριστερή και κάτω επιφάνεια βλέπουμε την υποδοχή κάρτας SIM και την υποδοχή mini usb για φόρτιση και σύνδεση του μπαστουνιού με τον υπολογιστή. Ενώ πάνω από αυτά, στο εσωτερικό κομμάτι βρίσκεται ο μηχανισμός ασύρματης φόρτισης. Πρέπει να σημειωθεί ότι σε όλα τα κουμπιά πάνω υπάρχουν κουκκίδες από το σύστημα χαρακτήρων Μπράιγ. Εικόνα 4.4.2: Στην εικόνα βλέπουμε το κουμπί των πληροφοριών (κόκκινο) και το αισθητήρα κρεμαστών εμποδίων (μαύρο). Εικόνα 4.4.3: Στην εικόνα βλέπουμε τα 3 από τα 4 κομμάτια που προκαλούν δόνηση (μαύρα), το κουμπί ενεργοποίησης/απενεργοποίησης και την υποδοχή ακουστικών. Σελίδα 98

100 Εικόνα 4.4.4: Στην εικόνα βλέπουμε τα κουμπιά των πληροφοριών (μικρά κόκκινα) και το κουμπί έκτακτης ανάγκης (μεγάλο κόκκινο). Εικόνα 4.4.5: Στην εικόνα βλέπουμε τις υποδοχές κάρτας SIM και mini usb. Εικόνα 4.4.5: Στην εικόνα βλέπουμε τo κουμπί ζεύξης Bluetooth (μεγάλο κόκκινο) και το ενσωματωμένο ηχείο. Τα επόμενα δύο κομμάτια του μπαστουνιού προς τα κάτω είναι ίδια. Αυτά τα δύο κομμάτια βιδώνονται με το χέρι. Όταν ο χρήστης θέλει να αποθήκευση το μπαστούνι απλά ξεβιδώνει τα δύο κομμάτια αυτά και το μπαστούνι παίρνει το μέγεθος του ¼ από το αρχικό του μέγεθος. Το κάθε κομμάτι επίσης στο πίσω μέρος του έχει ένα άλλο διαφορετικό κομμάτι με διαφορετικό υλικό. Όπου δεν αρκεί μόνο το ξεβίδωμα, διότι θα υπάρχουν καλωδιώσεις μέσα από αυτά τα κομμάτια. Έτσι όταν ο χρήστης είναι μικρόσωμος και θέλει να μικραίνει το Σελίδα 99

101 μέγεθος του μπαστουνιού ξεβιδώνει το ένα ή και τα δύο κομμάτια. Από αυτά τα κομμάτια αφαιρεί το πίσω κουμπωτό μέρος τους, από το κενό που δημιουργείται διαπερνά τις καλωδιώσεις και αφαιρεί το κομμάτι ή τα κομμάτια. Έτσι το μέγεθος του μπαστουνιού μπορεί να μειωθεί κατά 28 ή κατά 56 εκατοστά. Όπως θα παρατηρήσουμε για να μπορεί ο χρήστης να καταλαβαίνει μέσω αφής από ποιο σημείο θα πρέπει να ξεβιδώνει υπάρχον ημισφαίρια. Έτσι όταν ξεβιδώνει η βιδώνει καταλαβαίνει πως τα μισά ημισφαίρια πρέπει να ενωθούν ή τα ολόκληρα πρέπει να χωριστούν από τη μέση. Εικόνα 4.4.6: Στην αριστερή εικόνα βλέπουμε ξεβιδωμένα όλα τα κομμάτια του μπαστουνιού. Στη δεξιά εικόνα βλέπουμε τα κουμπωτά κομμάτια των αποσπώμενων κομματιών. Εικόνα 4.4.7: Στην εικόνα βλέπουμε ξεβιδωμένο το ένα κομμάτι του μπαστουνιού. Εικόνα 4.4.8: Στην εικόνα βλέπουμε ξεβιδωμένα τα δυο κομμάτια του μπαστουνιού. Σελίδα 100

102 Στο κάτω κομμάτι του μπαστουνιού υπάρχουν ενσωματωμένοι έξι αισθητήρες εμποδίων. Αυτοί οι αισθητήρες εξυπηρετούν τις παραπάνω προδιαγραφές και ανάγκες που έχουμε θέσει παραπάνω καθώς ανιχνεύουν όλα τα εμπόδια. Συγκεκριμένα όμως ξεκινώντας από κάτω υπάρχει η στρόγγυλη μύτη, πιο πάνω υπάρχει ο αισθητήρας για λακκούβες ο οποίος είναι στραμμένος προς τα κάτω. Πάνω από αυτό υπάρχει ο αισθητήρας για τα μπροστινά εμπόδια και πιο πάνω ο αισθητήρας για σκάλες. Ανάμεσα σε αυτά τα δύο στην αριστερή και δεξιά πλευρά υπάρχουν οι αισθητήρες για αριστερά και δεξιά εμπόδια. Στην πίσω και προς τα επάνω υπάρχει ο αισθητήρας που ελέγχει αν πίσω από το μπαστούνι υπάρχει ο χρήστης. Εικόνα 4.4.9: Στις παραπάνω εικόνες βλέπουμε διάφορες όψεις (αριστερή, πίσω, μπροστινή, πίσω) του κάτω κομματιού. Concept 2. Εικόνα : Σχεδιαστική πρόταση 2, σε όλες τις όψεις της (μπροστινή, δεξιά, αριστερή πίσω και προεπιλεγμένη). Σελίδα 101

103 Το χαρακτηριστικό αυτής της σχεδιαστικής πρότασης είναι ότι πέρα από τους αισθητήρες που βρίσκονται κάτω, όλο το υπόλοιπο σώμα μπορεί να συγχωνευτεί και καλυφτεί κάτω από το χερούλι. Έτσι ολόκληρο το σύστημα είναι ένα σώμα έτσι όπως φαίνεται στις παρακάτω εικόνες. Το Σύστημα επίσης έχει προσαρμοζόμενο μέγεθος ανάλογα με την θέληση του χρήστη. Το μέγεθος που μπορεί να πάρει το σύστημα είναι από 35 έως 115 εκατοστά. Το αρχικό του μέγεθος δηλαδή τα 35 εκατοστά, είναι και το αποθηκευτικό μέγεθος του συστήματος. Εικόνα : Το μέγεθος του μπαστουνιού μπορεί να προσαρμοστεί ανάλογα με την θέληση του χρήστη. Το χερούλι του μπαστουνιού είναι κομμάτι της κεφαλής του μπαστουνιού, ενώ πάνω στο χερούλι είναι ενσωματωμένοι οι 4 μηχανισμοί δόνησης, όπου ο κάθε μηχανισμός βρίσκεται στο δικό του χώρο. Πέρα από αυτά ο χρήστης επίσης έχει άμεση πρόσβαση στο κουμπί πληροφοριών, ενώ κάτω από αυτό βρίσκεται ο αισθητήρας ανίχνευσης κρεμαστών εμποδίων. Στο εσωτερικό του χερουλιού και στο πίσω μέρος βρίσκεται το μικρό ηχείο που βγάζει ήχο όταν πέσει το σύστημα από το χέρι του χρήστη. Ο μηχανισμός της ασύρματης φόρτισης βρίσκεται στα δεξιά του χώρου της πλακετών. Εικόνα : Το χερούλι του μπαστουνιού που είναι ενσωματωμένο στο κύριο μέρος του συστήματος. Σελίδα 102

104 Στο πίσω μέρος του μπαστουνιού βρίσκονται τα κουμπιά ενεργοποίησης και απενεργοποίησης του συστήματος και κάτω από αυτό οι είσοδοι για mini usb, κάρτα SIM και είσοδος για ενσύρματα ακουστικά. Κάτω από αυτά βρίσκονται τα τρία κουμπιά επιλογής του τρόπου ειδοποίησης. Εικόνα : Το πίσω μέρος του μπαστουνιού. Στο κάτω μέρος βρίσκονται το κουμπί της έκτακτης ανάγκης και το κουμπί ζεύξης για ασύρματα ακουστικά Bluetooth. Εικόνα : Το κάτω μέρος του μπαστουνιού. Πρέπει να σημειώσουμε πως και σε αυτήν την σχεδιαστική πρόταση σε όλα τα κουμπιά βρίσκονται τυπωμένη χαρακτήρες Μπράιγ και υπενθυμίζουν στο χρήστη την λειτουργία του κουμπιού. Έτσι στο κουμπί της έκτακτης ανάγκης βρίσκεται ο χαρακτήρας S από την λέξη SOS, στο κουμπί ζεύξης ο χαρακτήρας Β από την λέξη Bluetooth, στο κουμπί πληροφοριών ο χαρακτήρας Ι από την λέξη information. Στο κουμπί ενεργοποίησης και απενεργοποίησης ένα Σελίδα 103

105 τρίγωνο, στα κουμπιά επιλογής ειδοποίησης μονή διπλή τριπλή κουκκίδα για τις επιλογές: μόνο δόνηση, μόνο ήχος και δόνηση με ήχο αντίστοιχα με την σειρά. Στο κάτω κομμάτι το οποίο δεν μπορεί να μπει στο κομμάτι του χερουλιού και των πλακετών βρίσκεται το κομμάτι που έχει ενσωματωμένο τους αισθητήρες. Λόγο μικρής διαμέτρου σε αυτό το κομμάτι του μπαστουνιού οι αισθητήρες εξέχουν και έτσι δεν μπορούν να φυλαχθούν στο κομμάτι που φυλάσσεται και το υπόλοιπο σώμα του μπαστουνιού κατά την διάρκεια της αποθήκευσης. Αυτό το πετυχαίνει με την περιμετρική εξοχή που έχει το μπαστούνι στο σημείο πάνω από τους αισθητήρες. Στο κομμάτι αυτό λοιπόν ξεκινώντας από κάτω προς τα επάνω στο μπροστινό μέρος υπάρχει ο αισθητήρας για τις λακκούβες που είναι γυρισμένος προς τα κάτω κιόλας, πάνω από αυτό ο αισθητήρας για τα μπροστινά εμπόδια, πάνω από αυτό αριστερά και δεξιά οι αισθητήρες για τα αριστερά και δεξιά εμπόδια και πάνω από αυτό ο αισθητήρας ανυψώσεων. Στο πίσω μέρος αυτού του κομματιού υπάρχει ο αισθητήρας που ανιχνεύει το εάν ο χρήστης βρίσκεται πίσω από το σύστημα. Όπως και η προηγούμενη σχεδιαστική πρόταση έτσι και αυτή δέχεται όλα τα είδη των μυτών για λευκά μπαστούνια. Εικόνα : Το κάτω μέρος και οι αισθητήρες του μπαστουνιού. Στο πάνω μέρος των αισθητήρων βρίσκεται η περιμετρική εξοχή. Σελίδα 104

106 Concept 3. Εικόνα : Σχεδιαστική πρόταση 3, σε όλες τις όψεις της (μπροστινή, δεξιά, αριστερή πίσω και προεπιλεγμένη). Το χαρακτηριστικό στην τελευταία μας σχεδιαστική πρόταση είναι σε σχέση με τις προηγούμενες προτάσεις που είναι ογκώδεις σε κάποια σημεία (κυρίως προς το χερούλι), σε αυτήν την πρόταση όλο το σύστημα είναι περισσότερο ομοιόμορφο ενώ και αυτή η πρόταση είναι ένα σώμα και αποσπάτε σε 4 κομμάτια, ελαχιστοποιώντας την πιθανότητα να χαθεί κάποιο κομμάτι από το σύστημα. Πέρα από αυτό όλοι οι αισθητήρες είναι κρυμμένοι μέσα στο σύστημα. Το μπαστούνι έχει προσαρμοζόμενο μέγεθος διπλώνοντας τα κομμάτια του. Έτσι ενώ το αρχικό μέγεθος του μπαστουνιού είναι 115 εκατοστά μπορεί το μέγεθος στην λειτουργία χρήσης του να πέσει κατά 50 εκατοστά δηλαδή στα 65 εκατοστά. Ο χρήστης μπορεί να διπλώσει επίσης το μπαστούνι για να το αποθηκεύσει και έτσι το μέγεθος του μπαστουνιού πέφτει στα 30 εκατοστά. Εικόνα : Οι διαφορετικές διαστάσεις που μπορεί να παίρνει το μπαστούνι. Σελίδα 105

107 Για να μπορεί να κάνει αυτές τις αποσπάσεις το μπαστούνι ανάμεσα στα κομμάτια του βρίσκεται ένας μηχανισμός που έχει καλυφτεί με κόκκινο πλαστικό. Ο μηχανισμός ενεργοποιείτε όταν ο χρήστης πατήσει τα 2 κουμπιά που βρίσκονται αριστερά και δεξιά στις κορυφές των αποσπώμενων κομματιών. Εικόνα : Ο μηχανισμός απόσπασης των κομματιών του μπαστουνιού. Στην κορυφή του μπαστουνιού, στο χερούλι υπάρχει το κουμπί της έκτακτης ανάγκης, καθώς δίνεται έμφαση σε αυτήν την σχεδιαστική πρόταση ο χρήστης να έχει άμεση πρόσβαση στο κουμπί έκτακτης ανάγκης. Στα μαύρα σημεία στα εσωτερικά υπάρχουν τοποθετημένα οι 4 μηχανισμοί δόνησης. Κάτω από αυτά υπάρχει το κουμπί πληροφοριών και κάτω από αυτό στο εσωτερικό του μπαστουνιού, ο αισθητήρας ανίχνευσης κρεμαστών εμποδίων και το μικρό ηχείο που βγάζει ήχο όταν πέσει από το χέρι του χρήστη το μπαστούνι. Κάτω από αυτά σε αντίθετα με τις άλλες προτάσεις υπάρχει στο εσωτερικό του ο μηχανισμός ασύρματης φόρτισης και έτσι το μπαστούνι φορτίζει ασύρματα από το μπροστινό μέρος. Εικόνα : Το χερούλι, το κουμπί έκτακτης ανάγκης, το κουμπί πληροφοριών και ο αισθητήρας κρεμαστών εμποδίων μαζί με το μικρό ηχείο. Στο πίσω μέρος του μπαστουνιού, κάτω από το χερούλι σε μια εσοχή υπάρχουν τα κουμπιά ελέγχου του συστήματος. Έτσι πάνω είναι το κουμπί ενεργοποίησης και απενεργοποίησης Σελίδα 106

108 του συστήματος. Κάτω από αυτό τα κουμπιά επιλογής του τρόπου ειδοποίησης, κάτω από αυτά το κουμπί ζεύξης για ασύρματα ακουστικά Bluetooth. Εικόνα : Τα κουμπιά λειτουργιών του μπαστουνιού στο πίσω μέρος. Κάτω από αυτά τα κουμπιά εκμεταλλεύεται ο η επιφάνεια εσοχής και έχουμε τοποθετήσει την είσοδο για την κάρτα SIM, την είσοδο micro usb και την υποδοχή για ενσύρματα ακουστικά. Όπως και στο προηγούμενη σχεδιαστική πρόταση έτσι και σε αυτήν σε όλα τα κουμπιά πάνω υπάρχουν σε κουκκίδες οι χαρακτήρες Μπράιγ. Εικόνα : Οι είσοδοι για κάρτα SIM, Audio Jack 3.5 και micro usb. Στο κάτω μέρος του μπαστουνιού, θα θέλαμε να τονίσουμε ότι και αυτή η πρόταση δέχεται τις διεθνές μύτες για τα λευκά μπαστούνια. Προχωρώντας προς τα επάνω σε αυτή την πρόταση ο αισθητήρας για τις λακκούβες και ο αισθητήρας για τα μπροστινά εμπόδια βρίσκονται κρυμμένα στο ίδιο σημείο αλλά το κάθε ένα με την σωστή κλίση. Ποιο πάνω αριστερά και δεξιά βρίσκονται οι αισθητήρες για ανίχνευση εμποδίων στην αριστερά και δεξιά πλευρά. Ενώ όπως και στις άλλες προτάσεις έτσι και εδώ βρίσκεται αισθητήρας που ανιχνεύει το εάν ο χρήστης βρίσκεται ακόμα πίσω από το μπαστούνι. Σελίδα 107

109 Εικόνα : Οι είσοδοι για κάρτα SIM, Audio Jack 3.5 και micro usb. Το μπαστούνι αυτής της σχεδιαστικής πρότασης, μπορεί να χρησιμοποιείται και σαν μπαστούνι στήριξης ενώ οι προηγούμενες προτάσεις δεν το καθιστούν και πολύ ανθεκτικό λόγο της δομής τους. Η πρόταση αυτή το πετυχαίνει αυτό χάρη στο μηχανισμό απόσπασης των κομματιών της. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΩΝ ΠΡΟΤΑΣΕΩΝ (CONCEPT) Για την καλύτερη αξιολόγηση των σχεδιαστικών προτάσεων θα πρέπει να παρθούν οι γνώμες και οι απόψεις οπτικά ανάπηρων ανθρώπων καθώς το σύστημα προορίζεται αποκλειστικά για αυτούς. Το πρόβλημα βέβαια είναι ότι δυστυχώς αυτοί οι άνθρωποι δεν βλέπουν, οπότε θα πρέπει να τους περιγράψουμε τις σχεδιαστικές προτάσεις προφορικά έτσι ώστε να μπορούν να αποκτήσουν την καλύτερη ιδέα για το έξυπνο λευκό μπαστούνι. Έτσι αναπτύξαμε ένα ερωτηματολόγιο όπου το συμπληρώναμε οι ίδιοι. Κατά την διάρκεια ανάπτυξης του ερωτηματολογίου, θεωρήσαμε σημαντικό να συλλέξουμε κάποια προσωπικά στοιχεία όπως ηλικία, φύλο και με το τι ασχολείται κυρίως ο ερωτηθέν. Στην συνέχεια έπρεπε να δούμε πότε και πως τυφλώθηκε ο ερωτηθέν, διότι αυτό θα επηρεάζει σίγουρα την εμπειρία του με το λευκό μπαστούνι. Επίσης έπρεπε να μάθουμε ποια εργαλεία χρησιμοποιεί κυρίως και ποια είναι τα βασικότερα παράπονα που πιθανός να έχει από το λευκό μπαστούνι. Στην επόμενη ενότητα του ερωτηματολογίου τοποθετήσαμε ερωτήσεις που αφορούν αποκλειστικά τις σχεδιαστικές μας προτάσεις. Ο στόχος είναι να δούμε και να συγκρίνουμε κατά πόσο θα έπρεπε να τοποθετήσουμε όλες τις λειτουργίες που έχουμε θέσει σαν στόχο. Το να ταυτιστούν οι προβληματικοί χώροι (στους οποίους προσπαθήσαμε να δώσουμε λύση) με τα δικά τους προβλήματα θα σήμαινε πώς είμαστε σε καλό δρόμο. Σε αντίθετη περίπτωση θα έπρεπε να ξανά προσδιορίσουμε τους προβληματικούς χώρους. Αυτή η διαδικασία ήταν σίγουρα αγχωτική καθώς θα μπορούσε να αλλάξει όλοι την πορεία της πτυχιακής εργασίας αυτής. Στο ερωτηματολόγιο συμμετείχαν 23 οπτικά ανάπηρα άτομα από τρία διαφορετικά κέντρα εκπαίδευσης και συλλόγους τυφλών. Οι απαντήσεις τους ήταν πολύ σημαντικές και ο χρόνος τους ήταν πολύτιμος για εμάς. Σελίδα 108

110 Παρακάτω βρίσκονται οι δυο σελίδες του ερωτηματολογίου με τις ερωτήσεις. Ύστερα από την συλλογή και την μέτρηση επεξεργαστήκαμε και τοποθετήσαμε με κόκκινο χρώμα, το πόσα άτομα έδωσαν απάντηση στις επιλογές των ερωτήσεων. Εικόνα : Η πρώτη σελίδα του ερωτηματολογίου. Οι κόκκινοι αριθμοί, το πόσα άτομα δώσανε απάντηση στις συγκεκριμένες επιλογές απαντήσεων. Σελίδα 109

111 Εικόνα : Η δεύτερη σελίδα του ερωτηματολογίου. Οι κόκκινοι αριθμοί, το πόσα άτομα δώσανε απάντηση στις συγκεκριμένες επιλογές απαντήσεων. Ανάλυση των απαντήσεων του ερωτηματολογίου: Όπως βλέπουμε από τις απαντήσεις τα περισσότερα ερωτηθέντα άτομα ήταν άντρες από 25 και πάνω, ενώ δεν εργαζόντουσαν. Οι περισσότεροι ερωτηθέντες διάκριναν το φως άρα θα πρέπει στο υπάρχει αντίθεση χρωμάτων. Σελίδα 110

112 Καθώς τα χρώματα φαίνονται όσο υπάρχει φως. Το πότε μείνανε ανάπηροι είναι μοιρασμένο μεταξύ εκ γενετής και ύστερα από ασθένεια. Αυτό σημαίνει ότι όσοι είναι εκ γενετής οπτικά ανάπηροι μάθανε αναγκαστικά την χρήση του λευκού μπαστουνιού. Ενώ αυτοί που μείνανε ύστερα από ασθένεια, πιθανότητα ενημερώθηκαν για την πιθανότητα οπτικής αναπηρίας. Οπότε έτσι υποθέτουμε πως το λευκό μπαστούνι είχε μπει στην ιδεολογία τους. Το 75% των ερωτηθέντων ήξερε το σύστημα χαρακτήρων Μπράιγ ενώ τα εργαλεία που χρησιμοποιούν περισσότερο είναι κινητό τηλέφωνο με υποστήριξη για τυφλούς. Στην κινητικότητα τους οι ερωτηθέντες δίνουν προτεραιότητα στο λευκό μπαστούνι αλλά ήταν και αρκετοί που είχαν εκπαιδευμένο σκύλο. Αυτό που μας προκάλεσε έκπληξη είναι ότι δεν περιμέναμε να τοποθετηθεί καθόλου το μπαστούνι στην τελευταία σειρά, αλλά ύστερα μάθαμε ότι οι χρήστες αυτοί βγαίνανε κυρίως με κάποιον συνοδό. Όσον αφορά το λευκό μπαστούνι, οι ερωτηθέντες είναι πολύ ευχαριστημένοι. Αλλά το κυρίως πρόβλημα που αντιμετωπίζουν με αυτό είναι η ανθεκτικότητα του. Πιθανότατα οι εταιρίες που παράγουν τα μπαστούνια αυτά δίνουν έμφαση στο βάρος και έτσι το μπαστούνι να μην είναι τόσο ανθεκτικό. Σχεδόν όλοι οι χρήστες πιστεύουν ότι το μπαστούνι μπορεί να γίνει καλύτερο. Στην ενότητα που αφορά κυρίως της σχεδιαστικές μας προτάσεις έχουμε τα εξής δεδομένα: Οι χρήστες το χρησιμοποιούνε κυρίως 4 έως 6 ώρες κατά μέσο όρο την ημέρα αλλά και οι χρήστες που το χρησιμοποιούνε συνέχεια είναι επίσης αρκετοί. Το μπαστούνι φαίνεται να χρησιμοποιείτε αρκετά ειδικά στους εξωτερικούς χώρους των χρηστών. Αυτό που συμπεραίνουμε κυρίως από εδώ είναι ότι η μπαταρία του συστήματος πρέπει να είναι αρκετά ανθεκτική. Τα κυρίως εμπόδια που συναντάνε οι χρήστες είναι τα επίπεδα και μετά οι λακκούβες ενώ όλοι οι χρήστες θα ήθελαν να τους ειδοποιεί το σύστημα για τα εμπόδια που συναντάνε καθημερινά. Όλοι οι χρήστες επίσης θέλουνε να ξέρουνε τα σημεία που διαπερνάνε. Φαίνεται πως και οι περιπτώσεις που ζητάνε βοήθεια οι χρήστες είναι αρκετές φορές ανά εβδομάδα. Το μπαστούνι πέφτει λίγες φορές από το χέρι τους και αυτό οφείλεται στο κορδόνι που υπάρχει στα συνηθισμένα λευκά μπαστούνια. Στην ερώτηση αν θα θέλανε το μπαστούνι τους να αλλάζει μέγεθος αν και τα ποσοστά είναι πολύ κοντά, επικρατεί η επιλογή του ότι θα θέλανε να αλλάζει. Οι χρήστες δήλωσαν επίσης ότι στέκονται στο μπαστούνι τους πολλές φορές για να μην χάσουν την ισορροπία τους. Επειδή το λευκό μπαστούνι είναι λεπτό και δεν παίρνει χώρο, αρκετοί χρήστες δεν έχουν πρόβλημα στο αν μένει όρθιο κατά την διάρκεια της αποθήκευσης. Επικρατεί η επιλογή όμως στο να μαζεύεται το μπαστούνι. Στην ερώτηση πως θα θέλανε το μπαστούνι να μαζεύται, όπου δώσαμε παραδείγματα με άλλα αντικείμενα... επικράτησε η επιλογή στο να διπλώνεται. Και στην τελευταία ερώτηση, προτιμούνε να μην αποσπάται σε πολλά κομμάτια γιατί δώσανε αρκετό ενδεχόμενο στο μήπως χαθεί κάποιο κομμάτι του και το βρούνε ύστερα. Σε αυτήν την πτυχιακή εργασία ύστερα από έρευνες, παρατηρήσεις, αναλύσεις δεδομένων, ανάπτυξη ιδεών και προτάσεων συμπεράνουμε πως οι προσδοκίες των οπτικά ανάπηρων ανθρώπων πάνω στο λευκό μπαστούνι είναι μεγάλες. Υπάρχουν διαθέσιμες τεχνολογίες και διαθέσιμοι πόροι που επιτρέπουν την υλοποίηση ενός τέτοιου project για να επιτευχθεί ο ουσιαστικός αντικειμενικός στόχος που είναι ή καθοδήγηση και η συνεχόμενη ενημέρωση του χρήστη κατά την διάρκεια της κινητικότητας του. Σελίδα 111

113 Σχεδιαστική ανάλυση των CONCEPT Για το επόμενο βήμα που είναι η αναλυτική σχεδίαση και για την επιλογή της καλύτερης πρότασης πρέπει να κάνουμε και εμείς μια σχεδιαστική αξιολόγηση και βαθμολόγηση των concept. Έτσι πρέπει να θέσουμε κάποια βασικά στοιχεία που προκύπτουν και από το ερωτηματολόγιο, να βαθμολογήσουμε τα concept κατά πόσο εκπληρώνουνε αυτά τα στοιχεία και έτσι να διακριθεί η επικρατέστερη σχεδιαστική πρόταση που θα γίνει σε αυτήν αναλυτικότερη σχεδίαση. Τα στοιχεία που πρέπει να τεθούν ως προς αξιολόγηση είναι τα εξής: Ενδείξεις: Πρέπει να δούμε ποια πρόταση έχει τις καλύτερες ενδείξεις. Έλεγχο: Σε αυτό το σημείο θα αξιολογήσουμε πόσο εύκολα μπορεί να κάνει κάποιους ελέγχους ο χρήστης. Όπως πόσο εύκολα μπορεί να το ενεργοποιήσει κ.τ.λ. Κουμπιά: Σε αυτό το σημείο γίνεται αξιολόγηση των καλύτερων κουμπιών. Εργονομία: Εδώ γίνεται αξιολόγηση της θέσης του καρπού σχετικά με το βάρος του συστήματος. Βάρος: Εδώ αξιολογείται το βάρος. Το ελαφρύτερο παίρνει υψηλότερο βαθμό. Διάσπαση: Αξιολογείται ο τρόπος διάσπασης των μπαστουνιών. Χερούλι: Σε σχέση και με την εργονομία και την κλίση που έχει γίνεται αξιολόγηση του χερουλιού. Φόρμα: Εδώ γίνεται αξιολόγηση της φόρμας που έχει το μπαστούνι σε σχέση με την αισθητική περισσότερο. Στήριξη: Σε αυτό το σημείο γίνεται η αξιολόγηση για το πόσο θα μπορούσε ο χρήστης να στηριχθεί πάνω στο μπαστούνι. Concept 1 Concept 2 Concept 3 Επικρατέστερα Ενδείξεις 4/5 3/5 4/5 1 & 3 Έλεγχος 5/5 4/5 5/5 1 & 3 Κουμπιά 3/5 5/5 4/5 2 Εργονομία 3/5 4/5 5/5 2 & 3 Βάρος 5/5 3/5 4/5 1 Διάσπαση 2/5 4/5 5/5 3 Σελίδα 112

114 Χερούλι 4/5 2/5 5/5 3 Φόρμα 5/5 3/5 5/5 1 & 3 Στήριξη 4/5 3/5 5/5 3 Πίνακας 4.4.1: Η βαθμολόγηση των στοιχείων που έχουν τεθεί και οι βαθμοί για την κάθε σχεδιαστική πρόταση. Ύστερα από την βαθμολόγηση βλέπουμε πως η επικρατέστερη σχεδιαστική πρόταση είναι η τρίτη συγκεντρώνοντας τους υψηλότερους βαθμούς. ΕΠΗΛΟΓΗ ΥΛΙΚΟΥ Ύστερα από την σχεδίαση που κάναμε και πριν δούμε αναλυτικά τα σχέδια θα πρέπει σε αυτό το σημείο να αναφέρουμε ποια υλικά συνιστούμε να επιλεχθούν έτσι ώστε το μπαστούνι να έχει την μέγιστη ανθεκτικότητα και το ελάχιστο δυνατό βάρος. Για να σχεδιάσουμε το μπαστούνι χρησιμοποιήσαμε το λογισμικό PTC Creo Parametric. Με τις τελικές διαστάσεις των τμημάτων του μπαστουνιού. Το λογισμικό ανέλυσε και υπολόγισε την μάζα του μπαστουνιού η οποία για το κυρίως σώμα (4 τμήματα) και το μηχανισμό που θα διασπά το μπαστούνι ανέρχεται στα 63 κυβικά εκατοστά ( ). Τα κουμπιά με τις ενδείξεις που θα αποτελούνται από άλλο υλικό ανέρχονται στα 15 κυβικά εκατοστά ( ,5+1,5). Ενώ για όλα τα υπόλοιπα εξαρτήματα γνωρίζουμε από τις παραπάνω αναφορές το ακριβώς βάρος τους. Ουσιαστικά ψάχνουμε ένα υλικό σε αυτό το σημείο, για το κυρίως σώμα και για τα κουμπιά. Ύστερα από έρευνες που κάναμε βρήκαμε το παρακάτω υλικό έχοντας μέτρο την ανθεκτικότητα και το βάρος. Το παρακάτω υλικό ανήκει στην ομάδα πολυμερών υλικών και είναι συγκεκριμένα το ABS. Φυσικές Ιδιότητες Metric English Πυκνότητα g/cc lb/in³ Μηχανικές Ιδιότητες Αντοχή σε εφελκυσμό 100 MPa psi Μέτρο Εφελκυσμού 8.96 GPa 1300 ksi Δύναμη Κάμψης 140 MPa psi Μέτρο Κάμψης 8.76 GPa 1270 ksi Πίνακας 4.4.2: Πίνακας ιδιοτήτων του ABS. Σύμφωνα με το παραπάνω πίνακα προκύπτει ότι το συνολικό βάρος του μπαστουνιού ανέρχεται στα 698 γραμμάρια. Πιο αναλυτικά: Το σώμα του μπαστουνιού είναι 379,69 γραμμάρια (90,35+80,67+80,67+128). Τα κουμπιά και τα εξαρτήματα του μπαστουνιού ανέρχονται στα 50,34 γραμμάρια. Η μπαταρία του μπαστουνιού ανέρχεται στα 112 γραμμάρια. Ενώ οι πλακέτες ανέρχονται στα 55 γραμμάρια. Παρατηρούμε ότι το 16% τοις εκατό του βάρους του θα βρίσκεται άμεσα στην παλάμη του χρήστη όπου αυτό είναι πολύ σημαντικό καθώς μειώνεται η κόπωση των μυών του. Σελίδα 113

115 Όσο αφορά την αντοχή του μπαστουνιού, κάναμε σε λογισμικό περιβάλλον μια ανάλυση όπου εφαρμόσαμε κάποιες δυνάμεις στο μπαστούνι και θέλαμε να δούμε αν θα μας παρουσιάσει κάποια ρωγμή, αν θα σπάσει ή αν θα λυγίσει. Στην παρακάτω εικόνα απεικονίζονται τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης. Εικόνα : Η ανάλυση των δυνάμεων και τα αποτελέσματα αυτής, όπου ασκήθηκαν πάνω στο μπαστούνι. Για την ανάλυση αυτή θέσαμε βάρος 80 κιλών υποθέτοντας πως το μέσο βάρος ενός άνδρα. Αυτό σημαίνει δηλαδή ότι υποθέσαμε πως βάλαμε ολόκληρα τα κιλά του άνδρα να πιέζουν αυτό το κομμάτι του μπαστουνιού. Στο μπαστούνι θέλουμε να στηρίζεται ο χρήστης αλλά η στήριξη δεν σημαίνει πως θα ασκεί πίεση των 80 κιλών. Οπότε παρατηρούμε πως τα αποτελέσματα της ανάλυσης είναι πάρα πολύ ικανοποιητικά καθώς το κομμάτι του μπαστουνιού δεν λύγισε, δεν έσπασε αλλά ούτε έβγαλε κάποια ρωγμή. ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Παρόλου που η επικρατέστερη σχεδιαστική πρόταση είναι η τρίτη συμπεραίνουμε ότι πρέπει να γίνουν κάποιες διορθώσεις πάνω της. Η σημαντικότερη διόρθωση που πρέπει να γίνει είναι ότι πρέπει να εξασφαλίσουμε την στήριξη του χρήστη πάνω στο μπαστούνι χωρίς αυτό να λυγίζει. Ενώ θα πρέπει να λυγίζει όταν ο χρήστης θα αλλάζει το μέγεθος του ή θα το αποθηκεύει. Μαζί με τις παραπάνω διορθώσεις θα πρέπει το βάρος του μπαστουνιού να παραμένει όσο το δυνατόν λιγότερο. Παρακάτω βλέπουμε αναλυτικά τις διαστάσεις του μπαστουνιού. Σελίδα 114

116 Εικόνα : Διαστάσεις του μπαστουνιού σε μπροστινή όψη. Σελίδα 115

117 Εικόνα : Η θέση του ασύρματου δέκτη φόρτισης (πάνω αριστερά-πίσω όψη), οι θέσεις των λειτουργικών εξαρτημάτων (πάνω δεξιά-μπροστινή όψη), θέσεις λειτουργικών κουμπιών (κάτω αριστερά-πίσω όψη) και οι θέσεις κουμπιού πληροφοριών, ανιχνευτή κρεμαστών εμποδίων μαζί με το ηχείο (κάτω δεξιά-μπροστινή όψη). Σελίδα 116

118 Εικόνα : Οι θέσης του ασύρματου δέκτη φόρτισης (πάνω αριστερά-πίσω όψη), οι θέσης των λειτουργικών εξαρτημάτων (πάνω δεξιά-μπροστινή όψη), θέσεις λειτουργικών κουμπιών (κάτω αριστερά-πίσω όψη) και οι θέσεις κουμπιού πληροφοριών, ανιχνευτή κρεμαστών εμποδίων μαζί με το ηχείο (κάτω δεξιά-μπροστινή όψη). Σελίδα 117

119 Εικόνα :Πίνακας όλων των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται πάνω στο μπαστούνι. Στο πίνακα φαίνονται σε μπροστινή και σε πλαϊνή όψη όλα τα εξαρτήματα και οι ακριβείς διαστάσεις τους. Σελίδα 118

120 Τελική Σχεδίαση-Εξαρτήματα. Στην τελική σχεδίαση ξεκινήσαμε αρχικά με τα εξαρτήματα του μπαστουνιού. Έτσι λοιπόν έχουμε τις παρακάτω εικόνες: Εικόνα : Εξαρτήματα του μπαστουνιού. Εικόνα : Εξαρτήματα του μπαστουνιού. Σελίδα 119

121 Εικόνα : Εξαρτήματα του μπαστουνιού. Εικόνα : Εξαρτήματα του μπαστουνιού. Σελίδα 120

122 Στις παρακάτω εικόνες βλέπουμε ενσωματωμένα όλα τα παραπάνω εξαρτήματα του μπαστουνιού πάνω του. Το μπαστούνι έχει μετατραπεί σε διαφανές χρώμα έτσι ώστε να φαίνονται τα εξαρτήματα. Εικόνα : Ta Εξαρτήματα του μπαστουνιού τοποθετημένα. Εικόνα : Ta Εξαρτήματα του μπαστουνιού τοποθετημένα στο πίσω μέρος. Σελίδα 121

123 Εικόνα : Η μπαταρία και οι μηχανισμοί δόνησης του μπαστουνιού τοποθετημένα. Εικόνα : Ο μηχανισμός λυγισμού τοποθετημένος πάνω στο μπαστούνι. Σελίδα 122

124 Εικόνα : Το κουμπί πληροφοριών, το ηχείο και ο αισθητήρας κρεμαστών εμποδίων τοποθετημένα πάνω στο μπαστούνι. Εικόνα : Οι αισθητήρες εμποδίων τοποθετημένοι στο μπαστούνι. Σελίδα 123

125 Τελική σχεδίαση - Μηχανισμός Λυγισμού Στις παρακάτω εικόνες βλέπουμε το μηχανισμό λυγισμού και το τρόπο λειτουργίας του. Ο μηχανισμός αυτός παίζει σημαντικό ρόλο καθώς επιτρέπει στο χρήστη να διασπά το μπαστούνι για να μικρύνει το μέγεθος του κατά 57 εκατοστά ή για να το αποθηκεύσει. Ο μηχανισμός διαθέτει δύο κουμπιά αριστερά και δεξιά όπου πρέπει να πατηθούν ταυτόχρονα για να ξεκλειδώσουν την ορθή θέσει του μηχανισμού. Όταν πατηθούν ταυτόχρονα τα κουμπιά, ο μηχανισμός ξεκλειδώνει και επιτρέπει στο χρήστη να διασπάσει το μπαστούνι χωρίς όμως το μπαστούνι να αποτελείται από ξεχωριστά κομμάτια κατά την διάρκεια αυτή. Εικόνα : Μηχανισμός λυγισμού. Ο τρόπος συναρμολόγησης (αριστερά) και τοποθέτησης στο μπαστούνι (δεξιά). Εικόνα : Μηχανισμός Λυγισμού. Η πάνω όψη (αριστερά) και ο τρόπος ενσωμάτωσης στο μπαστούνι (δεξιά). Σελίδα 124

126 Εικόνα : Ο τρόπος κλειδώματος σε ορθή στάση του μηχανισμού λυγισμού σε πλαϊνή (αριστερά) και πίσω όψη (δεξιά). Εικόνα : Τα κουμπιά του μηχανισμού πατημένα και έτοιμα έτσι ώστε να λυγίσουν (αριστερά). Ο μισός μηχανισμός έχει γυρίσει κατά 90 μοίρες (δεξιά). Έτσι επιτρέπει στο χρήστη να κάνει πιο κοντό το μπαστούνι του. Τελική σχεδίαση Παρακάτω βλέπουμε όλα τα εξαρτήματα και τους μηχανισμούς λυγισμού τοποθετημένα πάνω στο μπαστούνι. Σελίδα 125

127 Εικόνα : Το μπαστούνι σε μπροστινή, δεξιά, αριστερή, πίσω και προσαρμοσμένη όψη. Σελίδα 126

128 Εικόνα : Το χερούλι, το κουμπί πληροφοριών, ο αισθητήρας κρεμαστών εμποδίων μαζί με το ηχείο και ο μηχανισμός λυγισμού τοποθετημένα πάνω στο μπαστούνι σε μπσροστινή όψη (αριστερά). Τα κουμπιά λειτουργιών και οι είσοδοι από αριστερά προς δεξιά κάρτας SIM, θύρας Mini usb και θύρας Audio Jack 3.5 στην ειδική εσοχή στο πάνω κομμάτι κάτω από το χερούλι του μπαστουνιού (δεξιά). Εικόνα : Το κουμπί έκτακτης ανάγκης (αριστερά) και το χερούλι σε πίσω-πλαϊνή όψη (δεξιά). Σελίδα 127

129 Εικόνα : Το κάτω μέρος του μπαστουνιού με τοποθετημένους μέσα, τους αισθητήρες ανίχνευσης εμποδίων σε μπροστινή, πλαϊνή και πίσω όψη. Εικόνα : Το μπαστούνι σε πάνω(αριστερά) και κάτω όψη(δεξιά). Σελίδα 128

130 Τελική σχεδίαση Αλλαγή μεγέθους Στις παρακάτω εικόνες βλέπουμε την μορφή που παίρνει το μπαστούνι όταν διασπάται και αλλάζει μάκρος χάρη στο μηχανισμό λυγισμού. Εικόνα : Το μπαστούνι με μειωμένο ύψος κατά 57 εκατοστά. Σε αυτήν την μορφή οι ανιχνευτές εμποδίων δεν λειτουργούν. Εικόνα : Το μπαστούνι με μειωμένο ύψος σε πλαϊνή, μπροστινή, πίσω πάνω και κάτω όψη. Σελίδα 129

131 Εικόνα : Το μπαστούνι με μειωμένο ύψος προς αποθήκευση. Εικόνα : Το μπαστούνι με μειωμένο ύψος για αποθήκευση σε πλαϊνή, μπροστινή, πίσω, πάνω και κάτω όψη. Τελική σχεδίαση Ασύρματη φόρτιση Όπως έχουμε αναφέρει και σε προηγούμενα σημεία το μπαστούνι πέρα από την καλωδιακή φόρτιση θα μπορεί να φορτίζει και ασύρματα. Έτσι σχεδιάσαμε 2 διαφορετικούς Σελίδα 130

132 ασύρματους φορτιστές ώστε ο χρήστης θα μπορεί να χρησιμοποιεί τον πρώτο και σαν βάση τοποθέτησης του μπαστουνιού για αναμονή. Για παράδειγμα, όταν ο χρήστης βρίσκεται σπίτι του θα μπορεί να έχει ειδικό σημείο αποκλειστικά για το μπαστούνι του ενώ δεν θα χρειάζεται να το μαζεύει. Ο δεύτερος ασύρματος φορτιστής σχεδιάστηκε για να μπορεί ο χρήστης να τον μεταφέρει και μαζί του. Είναι μικρός σε μέγεθος και μπορεί να μεταφέρεται πάρα πολύ εύκολα. Εικόνα : Η βάση διατήρησης και ασύρματης φόρτισης του μπαστουνιού (αριστερά). Το μπαστούνι τοποθετημένο στη βάση αυτή (δεξιά).. Εικόνα : Ο τρόπος που τοποθετείται το μπαστούνι στην βάση και η πάνω όψη της βάσης αυτής. Σελίδα 131