طوَّر باحثون في جامعة هارفارد الأميركية تطبيقاً ذكياً للهواتف المحمولة، يساعد المكفوفين وضعاف البصر على التنقل بسرعة وأمان واستقلالية أكبر.
وأوضح الباحثون أن التطبيق الذي يحمل اسم «Mobilio»، يجمع بين الذكاء الاصطناعي ومستشعرات الهاتف وإشارات صوتية مخصصة للمستخدم، لتوفير إرشادات خطوة بخطوة، ومساعدته على البقاء في المسار الصحيح، ورصد العقبات وتجنبها، ونُشرت نتائج الدراسة، الاثنين، بدورية «Nature Biomedical Engineering».
وقبل تطوير التطبيق، أجرى الباحثون استطلاعاً شمل أكثر من مائة شخص من المكفوفين وضعاف البصر، للتعرف على احتياجاتهم أثناء التنقل. وحدد المشاركون 3 قدرات أساسية يحتاجون إليها في تقنيات المساعدة على التنقل، هي تقديم توجيهات موثوقة للانعطافات، وتوفير إرشادات مستمرة أثناء السير على الأرصفة والمسارات، واكتشاف العقبات وتجنبها.
ورغم أن أدوات مثل العصا البيضاء وكلاب المساعدة وبعض الأجهزة الإلكترونية توفر حلولاً لبعض هذه الاحتياجات، فإنها لا تجمع عادة بين القدرات الثلاث، فضلاً عن ارتفاع تكلفة بعض هذه الأنظمة وصعوبة الوصول إليها. لذلك، اتجه الفريق إلى الاستفادة من الهاتف الذكي، بوصفه جهازاً متاحاً بالفعل لمعظم الناس، وتطوير تطبيق يمكن تشغيله كاملاً على الهاتف.
ويستفيد «Mobilio» من مستشعرات الهاتف، بما في ذلك الكاميرا ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ووحدة قياس القصور الذاتي التي ترصد الحركة والاتجاه، إضافة إلى مستشعر «LiDAR» في الهواتف التي تدعمه. ويعتمد التطبيق على نموذج مخصص للرؤية الحاسوبية يحلل بث الكاميرا المباشر من منظور الشخص الذي يسير على قدميه، لتحديد المسارات القابلة للمشي في البيئة المحيطة.
وجاء هذا التصميم لمعالجة مشكلة تواجه نماذج الرؤية التقليدية؛ إذ إن معظم قواعد بيانات مشاهد الشوارع جُمعت من سيارات، ما قد يجعلها أقل دقة في التعرف على العناصر المهمة للمشاة.
ودرب الباحثون النموذج باستخدام صور ملتقطة من منظور المشاة، ليتمكن من التعرف بصورة أكثر موثوقية على الأرصفة وممرات عبور المشاة، والطرق والأسطح الأخرى المهمة أثناء السير.
ولا يعتمد التطبيق على التعليمات الصوتية المنطوقة فقط؛ بل يوفر إشارات صوتية مستمرة على شكل نقرات أو صفارات تصدر من اتجاهات مختلفة، مثل اليمين أو اليسار، لمساعدة المستخدم على تصحيح مساره. كما يعدِّل التطبيق هذه الإشارات وأنماط نبراتها في الوقت الفعلي وفقاً لاستجابة كل مستخدم، بما يجعل التوجيه أكثر ملاءمة لاحتياجاته الفردية.
وحسب الباحثين، يجمع النظام بين بيانات المستشعرات ومعلومات «GPS» وحركة الشخص، لإنشاء ما يشبه خطة لمركبة ذاتية القيادة، توجه المستخدم من موقعه الحالي إلى وجهته.
ولاختبار فاعلية التطبيق، أجرى الفريق تجارب بمشاركة 14 متطوعاً من مركز «كارول» للمكفوفين في مدينة نيوتن بولاية ماساتشوستس الأميركية. وأكمل المشاركون مهام التنقل في حالتين: باستخدام خرائط «غوغل» مع عصا بيضاء، ثم باستخدام «Mobilio» مع العصا نفسها.
وشملت التجارب مساراً خارجياً مخططاً مسبقاً، ومساراً داخلياً تضمَّن عقبات تحاكي تحديات شائعة أثناء التنقل. وأظهرت النتائج أن المشاركين الذين استخدموا التطبيق أكملوا المسار الخارجي بسرعة أكبر بنحو 13 في المائة، مقارنة باستخدام خرائط «غوغل» والعصا. وفي المسار الداخلي، انخفضت ملامسة العقبات بنحو 41 في المائة. كما حقق التطبيق -من حيث موثوقية توجيه المستخدم إلى وجهته دون أخطاء كبيرة- أداءً مماثلاً لما قدمه مرشد بشري.
يشار إلى أن الفريق سيقوم في المرحلة المقبلة باختبار التطبيق في نطاق أوسع من البيئات الواقعية بمنطقة بوسطن، لتقييم قدرته على التكيف مع ظروف مختلفة، ومدى اندماجه في أنماط الحياة اليومية للمستخدمين.
