00后之光！4名高中生開發(fā)的這款App，讓視障人群重獲出行自由

撰文：奇仔
編審：李雪薇

你體驗過盲人的世界嘛？是一片漆黑還是充滿了馬賽克？

我們每天所見都習以為常：白天灰色的混凝土森林，夜里五彩斑斕的霓虹，如果我們失去了這些習以為常，生活又會發(fā)生什么改變？

騰訊天美團隊曾經(jīng)就開發(fā)過這樣一款還原盲人眼中世界的游戲——《見》，除了必要的操作輪盤和象征觸感的白色輪廓，《見》幾乎全部都是由黑色組成，玩家需要扮演一名盲人，用盲杖和摸索的方式感受物體輪廓，尋找出行的道路，體驗盲人一天的生活。

盡管開發(fā)團隊還是適當調(diào)整了通關難度，但在視野近乎為盲人世界的游戲中，依舊無法容易地完成游戲任務。

然而事實上，盲人的生活要比游戲中的體驗更加艱難。我們很難做到對他們的不易完全感同身受，但是盡可能地為他們提供幫助勢在必行。

近日，為了幫助視覺障礙人群更好地生活，一群高中生就打造了這樣一款針對視障人群的 iPhone 應用程序—Athiea。

Athiea 可以觀察用戶的環(huán)境，提高用戶的空間和安全意識。它的面部識別功能可以識別家人和朋友，內(nèi)置文本閱讀器，可以掃描單詞并大聲朗讀。而掃描功能可識別、計數(shù)和精確定位用戶視野中的物體。

它還可以跟蹤自己的觀察結(jié)果。用戶可以詢問所需物品的位置，Atheia 會用其所處位置、上次被識別的時間以及附近的物體來回應用戶的提問。

此外，它的搜索功能還可以通過給與用戶觸覺反饋和音頻指令引導用戶找到環(huán)境中的物體。

啟發(fā)：計算機視覺

“我們注意到，計算機視覺領域已經(jīng)達到可以非常準確地檢測物體，并像人類一樣描述場景的地步，”Choi 說?！笆艿皆摷夹g(shù)的啟發(fā)，我們改善了技術(shù)的可及性，使得其更好地應用到為視障人群提供視覺輔助這一現(xiàn)實場景中?！?br />
Atheia 可以回答許多真實世界中的問題，例如物體的形狀和大小或一天中的時間。
當感到自己處于危險的環(huán)境中時，用戶可以通過語音命令或按下按鈕來激活應用程序的哨兵模式。Atheia 將開始錄制視頻，向緊急聯(lián)系人發(fā)送實時更新，并向聯(lián)系人提供用戶的位置。

這群年輕人于 2019 年開始著手該項目的研究。在獲得工作原型之前，他們嘗試了許多不同的產(chǎn)品形式。

該應用程序現(xiàn)在正由馬里蘭州盲人工業(yè)與服務公司的志愿者進行測試，這是一家位于巴爾的摩的非營利組織，為該州的視障人士提供培訓和職業(yè)資源。

為這群優(yōu)秀的年輕人進行指導工作的是 IEEE 成員 Pamela Ahn，她是學校電子研究實驗室的主任，也是 IEEE Richmond （Va.） Section Women in Engineering affinity group 的創(chuàng)始人兼總裁。

“這四個孩子想為世界帶來改變，”Ahn 說?！八麄兿霂椭鷦e人，這是從一個非常無私的立場出發(fā)的。他們很聰明、很勤奮、很專注?！?/span>

技術(shù)的構(gòu)建

這款 APP 以信息處理渠道、搜索和避障算法，旨在達到低延遲和高精度執(zhí)行用戶請求的目的。該應用程序使用最新的計算機視覺模型和機器學習技術(shù)來提高其對對象進行分類的準確性。

它還包括一個領先的對象檢測模型，一個用于視覺和語言研究的多模態(tài)框架，一個視覺問答程序和一個文本識別算法。

數(shù)據(jù)在移動設備上本地處理，而不是通過云服務進行處理，所以無論是否有蜂窩信號，都可以滿足用戶請求。

“通過測試，我們意識到無論用戶身在何處，服務才是最重要的，”Ravella 說。"將我們龐大而沉重的計算機視覺模型轉(zhuǎn)換為可以在 iPhone 上運行是一個巨大的挑戰(zhàn)。但是，多虧了iPhone的神經(jīng)引擎，讓這一切有了實現(xiàn)的可能。"

Ravella 說，該應用程序目前僅在 iOS 上可用，因為 iPhone 是測試該設備的人中最受歡迎的，并且該軟件具有更多的輔助功能。他說，它還允許同學們將硬件開發(fā)轉(zhuǎn)移到蘋果身上，更多地關注軟件，因為蘋果擁有出色的 iPhone 相機、深度技術(shù)、處理能力和電池壽命。

市場上的盲人輔助設備可能高達 6000 美元，但 Atheia 用戶每月只需花費約10美元的訂閱費即可。

重視用戶反饋

同學們第一次嘗試使用輔助設備時戴著帶攝像頭的手套，但這次實驗并沒有成功，因為它是在沒有潛在用戶輸入的情況下設計的。

“我們陷入了一個許多人都會遇到的陷阱，”Choi 說，“我們首先創(chuàng)建了一個解決方案，然后找到了匹配的確切問題，但這些問題并不是你用這些設備應該去解決的問題”。由于 疫情的限制，他們無法進行面對面的采訪，于是孩子們在 Facebook 上發(fā)帖尋找有視力障礙的志愿者，向他們咨詢視障人群的首要需求。

“他們愿意給我們反饋，還激勵我們不斷創(chuàng)新，對我們的研究十分期待，”Ravella 說。

根據(jù)這些反饋，團隊放棄了手套，開始開發(fā)腕戴式和頭戴式設備，并最終開發(fā)移動應用程序。他們確保獲得有關他們六個原型中每個原型的輸入。

為了了解要使用哪些技術(shù)，Ahn 幫助學生從包括 IEEE Spectrum 在內(nèi)的各種 IEEE出 版物中獲取研究文章。

在花費數(shù)百美元購買零件并支付軟件費用后，孩子們找到了合作伙伴來幫助支付開發(fā)成本。他們的合作伙伴包括 Amazon Web Services，Maximus 基金會，麻省理工學院的輔助技術(shù)部門和 Ultralytics。

年輕的研發(fā)者們對于未來的暢想

提到未來的職業(yè)暢想，四位同學不約而同地表示，他們都打算從事 STEM 職業(yè)。

Ravella 說，他想研究機器學習在網(wǎng)絡安全中的應用。在 MITRE 和哥倫比亞大學實習期間，他了解到黑客闖入物聯(lián)網(wǎng)設備過于容易，讓人十分擔憂。

Nafi 想?yún)⑴c計算機視覺研究，其中融合了"物理學的混合體"。他曾在達特茅斯學院從事數(shù)字病理學研究。

Choi 依舊想從事計算機視覺方面的職業(yè)。他非常喜歡 Atheia 項目，以及他在喬治梅森大學（George Mason University）實習期間使用計算機視覺開發(fā)的另一個項目。

Khondaker 表示他想在人工智能領域繼續(xù)深耕。他說，他喜歡開發(fā) Atheia 以客戶為中心的方面，因為“你正在結(jié)識你正在為之設計項目的人”。

目前這款 APP 已經(jīng)擁有了自己的主頁，里面詳盡地介紹了該項目的推進過程及應用技術(shù)。
只有當你真正地陷入黑暗，感覺自己與社會脫軌，才會理解盲人朋友們的孤獨感。

目前市面上擁有視障功能的 APP 依舊存在很多問題，城市盲道規(guī)劃也不被重視。而這款 APP 的出現(xiàn)，無疑為視障人群帶來了福音。即使它看起來還略顯稚嫩，但它依然是一款充滿了社會責任感的好產(chǎn)品。

相信未來，這四位少年學有所成后，會將這款視障人群“好幫手”帶向需要他們的人手里，幫助千千萬萬的視覺障礙人士更好地生活。

參考鏈接：
https://spectrum.ieee.org/iphone-app-for-visually-impaired
https://www.atheia.org/
來源：學術(shù)頭條