APP下载

手机助老助残技术的研究与进展

2011-01-23刘琳刘静

中国医疗器械信息 2011年1期
关键词:助残助听器盲人

刘琳 刘静,

1 清华大学医学院生物医学工程系 (北京 100084)

2 中国科学院理化技术研究所 (北京 100190)

手机助老助残技术的研究与进展

刘琳1刘静1,2

1 清华大学医学院生物医学工程系 (北京 100084)

2 中国科学院理化技术研究所 (北京 100190)

老年人与残疾人是现代社会中的弱势群体,由于自身存在的生理缺陷,在生活、工作和学习中常常面临诸多不便。随着现代技术的飞速发展,围绕手机的开发和应用不断推陈出新,使其日益成为人们生活中不可或缺的基本工具。可以预见,充分借助手机这种最为普及的电子功能媒介来更好地辅助残疾人和老年人的生活,改善其生活质量必将成为现代医疗健康技术发展的一个重要前沿。本文通过深入剖析残疾人的技术需求,归纳出手机在助老助残中的关键问题,评述了手机助残技术的发展现状,着重讨论了手机在助视、助听领域中的典型技术,最后对手机助残技术的研究与应用进行了展望。

残疾人 手机 助视 助听 助残 普适技术

0 引言

残疾人是现代社会中不可忽视的弱势群体。根据第二次全国残疾人抽样调查数据显示,2006年我国各类残疾人的总数为8296万人,占全国总人口的6.34%。其中,各类残疾人的数目及各占残疾人总人数的比重分别是:视力残疾1233万人,占14.86%;听力残疾2004万人,占24.16%;言语残疾127万人,占1.53%;肢体残疾2412万人,占29.07%;智力残疾554万人,占6.68%;精神残疾614万人,占7.40%;多重残疾1352万人,占16.30%;并且,残疾人口总量在不断增加[1,2]。与此同时,老年人由于自身身体机能的退化、疾病与创伤等原因,也从某种程度上被归入残疾人之列,其中,老年残疾又以听力残疾、肢体残疾和视力残疾为主[3-5]。

政策的制定、社会的关注,让残疾人的生活有所改善,但通过对残疾人现状与全国残疾人状况监测数据的分析,可以看到,残疾人最迫切的需求仍为医疗救助[6-11]。而医疗救助与康复的实施,一方面依靠先进的医疗技术,一方面则依赖来自高科技产业的力量。

根据残疾类别的不同,残疾人用品用具主要针对肢体残疾、视力障碍、听力障碍、生活辅助等,涉及残疾人康复、求学、就业和生活各方面,随着科技发展,电子耳蜗、电子助听器、导盲系统、适应残疾人状况的计算机应用软件以及辅助设备等高科技产品,正得到不断开发与应用[12,13]。

在信息无障碍技术背景下,手机以其便利与低成本特性不断渗透到残疾人生活的方方面面,有预测指出,未来手机的十大用途之一就是作为助残工具[14]。手机运营商已推出助残扶老服务,包括优惠套餐、局域网络、人工服务等内容[15-17]。依靠手机的导航与定位功能,添加语音提示,可以使普通手机成为导盲手机[18-20];将手机与助听器相结合,或是改造手机的话筒与听筒,可以让手机在一定程度上为听力障碍者提供帮助;语音识别与合成技术的发展,可以使手机完成视觉与听觉的转换处理,可同时用于听力与视力障碍者[21-23];也可以通过助力器械与装置操控手机集成控制器,辅助肢体残疾人的生活与康复。总体上,手机在保持基本通信功能的基础上,若能结合网络技术、嵌入式系统等,可以为残疾人提供多方位的服务与功能辅助,从而成为有前景的助残工具。

本文中,我们首先概述了当今社会的残疾问题与助残现状,评述了手机助残应用与助残技术的进展,特别就手机助视、助听等方面,分析其中存在的技术或社会问题,提出可能的发展方向,并对该领域的前景进行展望。

1 手机助视

在功能操作上具有导盲功能的手机我们称之为盲人手机,目前有两种:一是专门为盲人生产的手机,手机所有的功能都能通过语音的形式输出,盲人通过语音系统给出的信息作出相应操作,包括发送短讯;另一种是在某些装有智能手机系统平台的普通手机上安装一个屏幕语音导航软件,让盲人能够操作部分或全部手机上的功能,这种手机由于样式新颖,可选机型多,且可安装一些个人需要的软件,较受盲人欢迎。当然,除了这种语音方式的盲人专用手机或软件外,还有一种把普通手机的显示屏或键盘换成可触摸的盲文点字显示与输入手机,也较受欢迎。

1.1 手机导航

随着智能手机市场的飞速扩展,使用手机导航服务的用户量不断增长。据市场调查公司ABI Research预计,到2010年底,手机导航的用户量将猛增至2600万,像人们熟知的诺基亚、索爱、摩托罗拉、三星等都已经提供了手机导航功能,当然也有不少国内品牌手机也能提供导航服务或正进行导航研发[24-28]。由于手机导航具有便携、价格低、永远在线,而且服务获取方式更灵活等独特优势,越来越为人们所关注。手机导航技术的研究,从理论到开发,基本也都要实现定位、地图搜索、路径规划、实时导航,或语音提示与显示等功能,当然,这都需要第三方服务及相关协议的支持[29-34]。

根据日本的一项调查显示,视力障碍者在应用手机时,对手机的GPS导航有很高的需求[35]。如何利用手机导航更好的进行导盲,是很有应用价值的一个研究方向,已经有不少手机服务商或研究人员进行了手机导盲导航相关的研究[36-44]。手机导盲导航的基本框架如图1所示。由于盲人不能通过眼睛去看,手机导盲需要有更详细的路面状况报告、更精确的定位与导航数据的实时发送,并且需将其适时转换为语音信息。

这类手机导盲导航系统[41,42]中,主要集成了三部分的内容,即全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、3G移动网络下的数字视频流技术。该系统通过远程视觉引导进行盲人导航。导航系统的功能部分通过两个终端实现:手机导航单元和导航服务中心。视力残障用户佩戴带有数字摄像头和GPS接收器的导航手机,通过摄像头拍摄的视频环境数据和通过卫星定位系统得到的定位数据,经由3G网络发送到服务中心。服务中心包含通信接口、计算与控制单元、数字地图数据库和专门的导航服务人员,服务人员将用户位置标注在数字地图上,服务中心通过对数据的整合分析,得出相应的路况信息与导航引导数据,用语音提示的方式发送回用户端。这里,盲人手机的用户界面也不同于一般手机,需采用专门的交互方式。需要说明的是,在这个系统中,导盲导航的实施依托于通用移动电话服务的支持,需要遵循相应的通信与网络协议,服从一定的标准化体系架构,并且对服务支持与实时性的要求较高。

1.2 手机雷达

前面提到的手机导航导盲系统,必须要借助通用移动电话服务的系统来实施,而导盲手机有时候更需要让视力残障的人了解周围路况(主要是路面障碍等)信息,并及时将数据返回。所谓手机雷达系统,是指在手机上加装具有雷达功能的传感器进行路况信息的实时监测与反馈,而不需要应用GPS定位与导航服务,当然在这种情况下,也就没有路径规划等导航功能。

图2为雷达导盲手机的基本思路与框架。基于手机雷达的导盲手机,包括基带控制模块和语音输出模块,以及距离传感器和摄像模块等,其中距离传感器(多为超声波传感器),用于探测前方障碍物,并将探测结果发送给基带处理模块;可以用摄像模块采集前方障碍物的图像数据,并发送给基带处理模块;基带处理模块,根据所得探测结果获取障碍物的距离信息,根据所给图像数据以及本地的物体模板库对障碍物进行图像匹配识别,并将识别后的障碍物类型及距离信息发送给语音输出模块;语音输出模块,用于通过语音方式向使用者提供所述障碍物的类型即距离信息[45]。这种导盲手机及方法,能够向使用者提供前方障碍物的详细信息,进行提醒或警示,方便使用者在视觉障碍下的行动,以保护其安全[46]。

英国研究人员曾于2003年10月研究开发出一种叫做“手机雷达”的系统,可以跟踪飞机、监视交通流量和发现超速车辆[47]。德国西门子公司将测试的手机雷达用于对陆上、海上和空中的移动目标进行隐蔽探测、跟踪与识别[48]。诺基亚最新的“手机雷达”功能中,主动雷达传感器安装在手机上,手机可由此实现测量速度和运动以及其他神奇功能[49]。

基于手机雷达的导航与避障,不仅可以为盲人提供最需要的导盲服务,即便对于聋哑人或正常人,在突发环境状况(如突如其来的障碍物)的检测与报警等方面都会带来相当大的便利,当然,这些需求会对手机雷达的分辨率、对环境的实时感知处理能力以及距离传感器的精度等提出更高要求。目前,就手机雷达技术的研究仍在不断深入[50],今后可望给残疾人带来新的光明。

1.3 助视手机的输入输出系统

盲人使用手机,既不能通过普通的手机显示屏阅读,也不能用正常人所用的按键进行手机操作。前面我们介绍了手机导航系统,其实,在日常应用中,手机的使用同样需要“导航”,不过对盲人而言,这种导航更多的表现为听觉菜单系统。

听觉用户的界面设计,可以采用声音的强度、频率、持续时间等维度作为信息代码,并且可以同时使用语音与非语音声音(自然音和乐音)。语音在此有两个作用,提供上下文帮助和提供操作反馈声音,其中,语音适合显示内容信息,在多媒体界面中已得到普遍应用;而非语音则比较适合作为及时的交互信息反馈[51,52]。由于人对听觉信息分辨能力有限与听觉信号标准化的问题,手机听觉菜单的容量,包括子菜单的数量和菜单的分支层次,会受到相应限制[52]。

对于盲人进行的文本输入,人们比较熟知的是布莱叶盲文点字法。盲人进行手机输入时,一方面可以使用语音方式,一方面可以进行手机键盘的改进或用专门的盲人输入键盘。利用盲人用手触摸的特点,在语音提示下,可用现有的手机键盘(可作少许改进)进行文本选择与输入[53,54]。另外,布莱叶盲文点字系统也变得更加灵活,可以用6个微振动马达代表布莱叶字符,结合控制部件、相应接口与远程支持服务,可以为又聋又盲的人服务[55]。我们认为,这种方式可用于开发专用的盲人手机键盘。

2 手机助听

听力障碍者在残疾人中占有很大比例,老年人由于听力功能普遍下降,一般均会出现不同程度的听力障碍,并且,听力残疾人数在老年人各类残疾中居于首位。手机助听具有便携、价格低廉的特点,可以改善听力残障人士听力功能,同时,又不至于给使用者带来较重的经济负担。

现有的手机助听技术,基于对大量文献与专利的调研分析,可以看到大致有以下几个方面。(1)在手机设计上增加音量放大模块,或者通过智能模块,进行手机音量输出的放大调节[56]。(2)使用具有助听功能的耳机或耳塞等,这种耳机可以使信号在可选状态下对麦克风的输入与输出进行整合处理,将数据结果发送至用户,并且可以处理模拟或数字信号[57],也可以将耳塞置于机体内,方便携带[58]。(3)采用线圈或语音处理模块与助听器配合。在一款助听耳挂的设计中,助听耳挂包括插头、麦克风和电感线圈,将耳挂与助听器配合使用,解决弱听人士接听数字无线通信设备(主要为手机)的问题[59];另一款耳聋者专用手机的设计专利中,机体连接可自行插拔的耳机,机体内部设置与耳机插孔连接的助听器,机体或耳机连线上带有音量调节按钮,方便打电话与面对面交谈[60];美国一款手机助听专利中,无线手机带有无线收发器,接收包含音频信息的信号,通过耦合的音频电路进行处理,并输出至感应线圈,线圈输出可被助听器接收的信号[61]。相应产品有诺基亚的手机感应线圈,手机助听感应项圈是专为听力障碍人士设计的手机辅助系统,与诺基亚手机配合使用,它利用环形线圈取代一般耳机,以类似项链的佩戴方式悬挂在颈部;该感应项圈将来自手机的语音讯号,经由电感应技术转换为电磁场讯号,再由项圈内的线圈发送,经支持电感线圈的助听器或人工电子耳,将讯号转为声音或语音电流刺激讯号,使声音清晰地传送给听力障碍者,听力障碍者还可将助听感应项圈的内置麦克风作为免持听筒使用,让移动通讯更加方便[62]。(4)手机与助听器的合成。一种具助听器功能的手机专利中,助听手机包括机壳、手机机芯、助听器、机芯、助听器话筒、助听器话筒开关、助听器话筒连线、助听器耳机连线、手机耳机连线、手机接受信号输出线、各个电源线等,将助听器机芯与手机机芯同置于机壳中,助听器与手机共用耳机,在不改变手机原来面貌与基本功能下,实现手机与助听器一体化[63]。

上述手机助听设计中(如图3所示),基本出发点都在于改善使用者听力功能,采用某些电子线路将声音放大、为用户提供更好的听力环境与处理后的听力信号,但对于全聋哑人,这些措施往往是不适用的。于是,也有人研究适用于全聋哑人的助听手机,以解决普通助听器不能完成的功能。在专利[64]中,助听手机利用基本手机的结构并进行了某些模块的改造,主要应用包括扬声器、语音处理电路、发射与接收处理单元、存储单元、中央处理单元、显示输出单元、显示屏、振动器、手机按键、电池及壳体等,另外增加了语音识别处理单元。语音识别处理单元把话筒接收到的语音信号进行识别处理,并以手机震动方式对聋哑患者进行提示,通过显示单元输出文字或图形,即把语音信号转换为图形或文字信号显示在手机显示屏上,用于聋哑人日常助听,另外,这种手机也可用于聋哑人的发音训练,让聋哑人学会开口说话。

谈及手机助听,不得不考虑的一个问题是,手机与助听器的相互干扰或者说是兼容问题,手机的电磁辐射会带来助听器的严重噪音,而助听器的使用,也会对手机的正常通话造成干扰。在手机与助听器兼容趋势的要求下,研究人员正不断研究二者的兼容使用问题,通过对手机辐射的建模、测量、评估等分析,提出了通过降低手机近场电磁能量以减少干扰或使用不同频带等解决方法[65-69]。要研究与应用手机助听,无论是手机与助听器的配合使用还是集成系统,必须要解决二者的相互干扰问题。早在2006年前,美国联邦通讯委员会就对手机助听器兼容性标准做出了明确的规定,要求手机必须减少辐射的频率干扰,并且要求手机制造厂商以及通讯设备供应商必须提供3款能与助听器电感线圈兼容的手机。中国通信标准化协会(CCSA)组织制定的两项消除信息障碍标准也和助听器有关,其标准要求无绳电话与移动电话的助听器电耦合,已于2009年9月1日开始实行[70]。

3 手机语音识别与合成技术的助残应用

正如前述手机导盲导航中提到的语音提示,手机听觉用户界面,以及适于全聋哑人手机助听中的语音识别与处理,语音识别与合成技术在手机助视、助残中有重要应用,甚至是不可或缺的部分。针对视力残障者眼睛看不到、听力障碍者耳朵听不到的生理现状,利用专门的语音识别与语音合成技术,将文本或图像信息转换为听觉信息,将语音信息转化为文本或图像等视觉信息,进行“视听”转换,是手机在助视、助听应用中的一个重要研究方向。

语音合成,能将任意文字信息实时转化为标准流畅的语音朗读出来,相当于给机器装上了人工嘴巴。语音识别技术分为特定人语音识别和非特定人语音识别,有人们熟知的语音拨号、声控智能系统等。人们可以为手机增加语音识别系统,并将语音识别应用到电子秘书功能上,可以通过语音和短信方式进行日常事务的提醒与语音呼叫,成本低、使用方便,人机交互的过程简单,对盲人而言,这一技术可发挥更大的作用[71]。而聋哑人的通信,手机短信不可或缺[72,73],针对盲人与低视力患者群体,研究者提出并设计了一种基于非特定人语音识别技术的嵌入式盲人手机音控系统;系统采用语音信号采集与处理单元,应用连续隐马尔可夫模型等语音识别算法,使手机完全由语音控制,反应时间短,识别准确度高,使用前不需单独训练,非常方便[74]。

另外,人们可以给语音识别手机加装翻译系统,进行不同语言间的翻译[75]。随着手语合成技术的发展,未来的手机助残应用中可能具备手语翻译这一项。实现手语翻译,同样涉及到两方面的技术,手语识别与手语合成[76]。目前,世界上已出现多种语言的手语合成系统,最早用计算机合成手语的研究见于1982年,Shantz和Poizner描述了一个用计算机合成美国手语的程序[77]。手语翻译的一种可行方法是,让聋哑人戴上一双特制的手套,计算机根据其打出的手语进行识别,然后,通过语音合成系统就可以把图像信息翻译成语言信息[78]。同时,系统也能够完成将健康人的语言翻译成聋哑人的手语,只要将健康人先把要说的话输入到系统,经程序分析处理之后,翻译成有表情、有动作的三维图像,从而使聋哑人与正常人之间通过翻译机进行交流。口语翻译的研究在其他很多方面都有重要价值,如用手势控制计算机,甚至用手势导航等。对聋哑人的手机配备手语翻译系统,通过手语对话方式,可使通话更自如。

当前,语音识别与合成技术应用于手机确实是一大难点[22],并且存在局限性很大与效果不够理想的问题,识别算法与合成技术的研究也在不断深入[79,80]。随着语音识别到语音理解方面的进展和语音合成自然度的逐步成熟,以语音识别与合成技术为基础的手机助残也必将为残疾人带来更多光明。

4 手机助力等助残应用

现有残疾人中,肢体残疾人数最多,残疾人用的辅助器具中,轮椅、拐杖、假肢、矫形器等肢体矫正或助力工具也较多。辅助器具与辅助技术在残疾人的日常生活与医疗康复中有着举足轻重的作用[81]。由于手机的广泛应用与便利性,可以考虑把手机用于助力、复健等助残领域,但显然,手机不可以直接作为助力工具,但可以将手机结合传感器与执行器进行辅助工具的控制。当今的助老助残机器人已经发展到智能水平,不仅可以进行自动视觉导航,而且可以完成局部语音识别与控制功能[82-85]。

可穿戴助力机器人是一种典型的辅助型康复机器人,是一款帮助人们扩展下肢运动能力的外骨骼助力装置,通过感知系统获得人体的运动意图信息,控制系统控制安装在髋关节和膝关节处的直流伺服电机来驱动连杆运动,从而达到对人体提供助力的目的[85];传感器有力传感器和角度传感器,执行器为直流伺服电机,由于控制系统体积小、重量轻、集成度高、扩展性好的要求,可应用嵌入式系统设计方法,将控制器集成于手机进行助力操控。

作业型助老/助残机器人可以作为代步工具,又可以使用机器手臂完成一定的日常活动,可使残障人士和老年人重新获得一定的正常生活能力,以恢复到最大程度的独立状态。这种助老/助残机器人系统集成作业手臂、轮椅或移动机器人等多台机器人,并设计安装有传感系统、导航系统、控制系统和人机接口系统,各系统彼此协作帮助残障人士和老年人完成多种复杂的动作,如智能轮椅代步、健康监测、家电控制等,以提高他们的生活自主能力[86];这是未来残障人士和老年人社会生活(医疗保健、生活自理、交互学习和安全监控等方面)的新模式和新概念。

针对残疾人与老年人日常辅助系统的研究很多,基本都能照顾到日常起居的各个方面[87-90]。手机在助力机器人等家庭助老助残系统中的主要作用如图4所示,其最大优势是充分利用手机的便携与操作简单的特点,应用手机对助残系统进行操作与控制。系统越复杂,就会需要更高级的控制系统,比如家庭网络化辅助系统中,有时需要用到网关控制[91]。

5 几款助老助残手机产品与概念手机

在前面内容中,我们从技术与原理角度阐述了手机在助视、助听、助力等方面的重要应用。下面介绍几款现有的助老助残手机与新颖的概念手机设计。

(1)老年人手机

现在市面上有越来越多的老年人手机[92],这些手机最主要的特点是操作简单,并多设有一键操作(如一键语音呼叫)与助听功能,适用于普遍有听力障碍的老年人。图5(a)的手机具有助听、紧急呼救、低辐射特点,其助听功能体现在方便的音量调节上[93]。图5(b)的手机界面与操作简洁,也具备一定助听功能[94]。

(2)助盲手机

专门为盲人设计的手机或概念手机也有很多[95,96],主要考虑盲人用手机输入与导航提示等方面。图6(a)中,手机没有LCD显示屏,所有的功能都由语音提示完成,键盘也是专为盲残人士所设计,有更好的感应性及快捷方式[97]。图6(b)中,手机顶部内置探测装置,可探测三至五米内的障碍物,并有真人语音提醒[98]。

(3)概念手机

如今很多助残应用的手机虽然还没进入市场,但已提出诸多设计概念。图7(a)中为三星触摸屏短信手机,盲人用户也能在手机上接收或者发送短信[99]。(b)中的手机,设计师专门为其设计了一个附件,看上去像两个手镯,带上这两个“手镯”,失明和耳聋人士就会通过这一传感器获得信息,从而能够顺利的使用该手机[100]。(c)中,透过iPhone软件连接电子轮椅,系统上会显示目前的速度、座椅的角度、系统的调整等,对于许多需要辅助的使用者而言,无疑是最棒的帮手;如果这套系统能够搭配GPS定位、紧急按钮、语音助手等目前已经存在App Store的软件,对行动不便的老人、行动障碍者会有很大帮助[101]。

总之,只要不断去发现并探索,手机在助残领域的应用远不止上述提到的这些,随着越来越多的开发商与研究人员对手机助残技术的关注,相信手机对于残疾人而言,会日益成为其必备的日常辅助器具。

6 小结与展望

随着现代信息技术的不断发展,以电脑技术、通信技术和网络技术为主的新信息技术开始关注盲人弱势群体,通过发展特色化服务功能,可望逐步缩小残疾人与健全人在时空障碍上的差异,实现残疾人信息无障碍。与盲人阅读、手语识别合成、人工眼、人工耳蜗、肌电脑电等残疾人辅助技术[102]的进步一样,手机正以其便利、低廉、实用特性渗透到人们生活的方方面面,手机助残是一新兴而又充满生机的领域。

本文主要从手机助视、助听、助力等方面评述了手机的助残应用。可以看到,定制GPS服务与相关软件的手机可以进行视力残障人的导盲导航服务;装有雷达传感器的手机可以进行路面障碍物的检测,方便视力残障人士安全行进;通过手机摄像头与模式识别模块,可以进行交通红绿灯检测,从而用于盲人走路的适时引导与提示[103];结合语音识别与语音合成技术,手机可以进行“视听”转换,使盲人“看”得到,使聋哑人“听”得到;可以将手机与助听器结合,做成具有真正意义的助听功能的专用手机;此外,手机还可以作为残疾人智能辅助器具的控制中心,进一步改善残疾人生活质量。

手机助残无疑是手机应用的一个重要方向。在今后的研究与开发中,首先应充分调查与分析老年人与残疾人对手机助残应用的真正需求,知悉其对手机物理外观、操作界面与功能的需求。事实上,一般老年人或残疾人需要的是特定的服务与功能,而非各种新奇功能的集合,更不是操作复杂的系统,他们总不是信息时代掌握最新发明应用的那一部分人[104-106],基于此,可以考虑为需求相同的老年人或残疾人设计统一的通用界面[107]。随着手机通信、自动化技术、网络技术的发展,手机可以作为家庭助老助残监测系统的中心,可以进行助残系统中各个功能模块的控制与数据采集、处理及发送,可以进行日常活动提醒与突发状况报警,从而充分服务于老年人和残疾人的日常生活与医疗保健[108-110]。

另外值得注意的是,手机助残是将手机作为助残辅助器具来使用,那么,它必然要遵循相关的助残技术标准[111],只有经测试安全、可靠、实用、达标的辅助工具才可以供给相应的人群使用。

在信息化进程中,手机的功能日臻完善,应用日渐广泛。我们相信,未来世界,手机无疑会成为集多种功能于一身的万能手机,在改善广大老年人与和残疾人生活质量方面不可或缺,其在信息社会的进步中必将大显身手,此领域的研究方兴未艾。

致谢:感谢清华-裕元医学科学研究基金及中国科学院低成本医疗技术研究项目的资助。

[1] http://news.sina.com.cn/c/2006-12-04/022610672765s. shtml

[2] 田宝,张扬,邱卓英. 两次全国残疾人抽样调查主要数据的比较与分析. 中国特殊教育,2007,(8): 54-56.

[3] 郁贝红, 蔡素容. 老年残疾问题现状调查. 中国老年学杂志,2008,(19): 1938-1940.

[4] 杜鹏,杨慧. 中国老年残疾人口状况与康复需求. 首都医科大学学报,2008,(3): 262-265.

[5] 崔斌,陈功,郑晓瑛. 中国残疾人口致残原因分析. 人口与发展,2009,(5): 51-56.

[6] 中国残疾人事业“十一五”发展纲要(2006年-2010年).时政文献辑览,2007,(0): 358-370.

[7] 中国残疾人事业之——“十五”大盘点. 中国残疾人,2006,(7): 8-12.

[8] 张丽. 残疾人社会支持、应对方式和生活满意度的关系. 中国康复理论与实践,2008,(9):892-893.

[9] 周文林. 中国残疾人状况分析. 社会学研究,1993,(5): 75-78.

[10] 陈劲松. 全国残疾人状况监测结果公布. 人民日报海外版,2008-12-12(004).

[11] 杜宇,武艺. 2009年度全国残疾人状况监测数据发布残疾人状况继续改善 与社会平均水平差距明显. 中国残疾人,2010,(1): 14.

[12] 陈小右. 国内外残疾人用品用具简介. 医疗保健器具,2003,(11): 47-54.

[13] 王宏,许晓鸣. 残疾人辅助器具情况综述 中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(下册). 西安交通大学出版社,2007: 1618-1621.

[14] http://www.ce.cn/ceph/home/pjxw/200511/28/ t20051128_5345969_1.shtml

[15] 徐瑞哲. 信息化打造亮丽生活[N]. 解放日报,2006-10-24(003).

[16] 李永,黄东巍,郭达,张智江. 让信息技术惠及残疾人.电信技术,2008,(5): 11-13.

[17] 赵基宏,罗俊,林枫. 实施助残系统工程 创建和谐助残友好城区. 成都日报,2007-10-10(A10).

[18] 武晓黎. 用手机给你语音导航. 中国消费者报,2005/11/02(B04).

[19] 小雅. 拥有“uni-手机导航”天下任我行 中国联通推出国内首个手机语音导航服务. 中国新通信,2005,(10).

[20] 江淑洁, 廖璠. 现代信息技术对盲人信息用户的影响.图书情报工作网刊, 2009/11.

[21] 盲人手机导航消除信息交流障碍. 人民邮电,2007-05-18(007).

[22] 孙慧. 捷通华声:“盲人手机导航”并不仅仅为盲人.通信世界,2007,(18): 27.

[23] 广州市残联. 广州开通移动定位系统 盲人与聋人实现短信“对话”. 中国残疾人,2003,(10): 31.

[24] 2010年手机导航用户将达2600万. 计算机世界,2009-07-13(006).

[25] 林秀莉 DigiTimes. 采用Trimble GPS技术 Nokia进军手机导航市场. 电子资讯时报,2006-12-25(A03).

[26] 大海航行靠舵手 城市出行靠手机 手机导航全接触.多媒体世界,2006,(1): 92-95.

[27] 严紫. 3D实景地图首次应用于手机导航. 科技日报,2009-10-28(010).

[28] 严文. 协进科技致力国产手机导航软件开发. 经济日报,2007-06-21(013).

[29] 李锋雨,周荣波. 手机导航系统的设计与实现. 电脑知识与技术(学术交流),2007,(4): 1097-1098.

[30] 程红林,姜代红. 手机导航系统的开发与应用. 福建电脑,2009,(12): 146-147.

[31] 肖国元. 基于智能手机的GPS导航系统的设计与实现. 北京邮电大学学位论文, 2008.

[32] 段博. 手机导航的设计与实现. 山东大学学位论文, 2009.

[33] Miyazaki Y., Kamiya T. Pedestrian navigation system for mobile phones using panoramic landscape images. Applications and the Internet, 2006: 102-108.

[34] Feng S. J., Law C.L. Assisted GPS and its impact on navigation in intelligent transportation systems. The IEEE 5th International Conference on Intelligent Ttansportatlon Systems, 2002: 926-931.

[35] Watanabe T., Miyagi M., Minatani K., et al. A survey on the use of mobile phones by visually impaired persons in Japan. Proceedings of Computers Helping People with Special Needs, 2008, 5105: 1081-1084 .

[36] http://www.weaseek.com/zhuanti/worldtelday2008/ index.htm

[37] http://mobile.163.com/05/1125/18/23E4CR5S0011179O. html

[38] Marsh A., May M., Saarelainen M. Pharos: coupling GSM and GPS-TALK technologies to provide orientation, navigation and location-based services for the blind. Information Technology Applications in Biomedicine, 2000: 38-43.

[39] Makino H., Ishii I., Nakashizuka M. Development of navigation system for the blind using GPS and mobile phone combination. Engineering in Medicine and Biology Society, 1996, 2: 506-507.

[40] Hunaiti Z., Garaj V., Balachandran W. An assessment of a mobile communication link for a system to navigate visually impaired people. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2009, 58(9): 3263-3268.

[41] Hunaiti Z., Garaj V. and Balachandran W. A remote vision guidance system for visually impaired pedestrians. The Journal of Navigation, 2006, 59: 497–504.

[42] Kanno T. ,Yanashima K.,Magatani K. The navigation system for the visually impaired using GPS. 13th International Conference on Biomedical Engineering, 2008: 938-941.

[43] Petrie H., Johnson V., Strothotte T., et al. MOBIC: Designing a travel aid for blind and elderly people. Journal of Navigation. 1996, 49(1) : 45-52.

[44] Barbeau S.J., Winters P.L., Georggi N.L., Labrador M.A., Perez R. Travel assistance device: utilising global positioning system-enabled mobile phones to aid transit riders with special needs. IET Intelligent Transport Systems, 2010, 4(1): 12–23.

[45] 罗志昕,齐光辉. 导盲手机及导盲方法. 中国专利CN101227539, 2008.

[46] 叶敏华. 导盲手机. 中国专利CN2921858,2007.

[47] 英科. 新型“手机雷达”系统. 军民两用技术与产品,2003, (12): 34.

[48] 柯边. 手机雷达——新的多基地无源雷达. 航天电子对抗, 2003, (1): 21.

[49] http://fashion.cnmo.com/5/53123.html

[50] 张平川, 黎步银,黄兆祥,鹿才华. 基于机会发射的手机雷达及其关键技术探讨. 信息与电子工程,2008,(6): 433-436.

[51] 方志刚, 胡国兴, 吴晓波. 基于非语音声音的听觉用户界面研究. 浙江大学学报(工学版),2003,(6): 684-688.

[52] 胡国兴, 李清水, 方志刚. 听觉界面与盲人用户手机界面. 人类工效学,2003,(2): 7-10.

[53] 田英钦. 一种可同时供盲人使用的电话和手机. 中国专利CN1311594, 2001.

[54] 朱清毅. 键盘的盲文输入方法及采用该方法的键盘和手机. CN101561718, 2009.

[55] Ohtsuka S., Sasaki N., Hasegawa S., Harakawa T. Body-Braille System for Disabled People. Proceedings of the 11th International Conference on Computers Helping People with Special Needs. 2008: 682-685.

[56] Takashi T. Cellular Phone with Loudspeaker(Hearing Aid Cellular Phone). JP_2009232431_A1, 2009.

[57] Enzmann M., Blairsville G. A. Aided Ear Bud. US Patent 20100009715_A1, 2010

[58] 张怀玺. 助听手机. 中国专利CN201270537, 2009.

[59] 黄智芳. 助听耳挂. 中国专利CN2750610, 2006.

[60] 冯敏. 耳聋者专用手机. 中国专利CN200953578, 2007.

[61] Wilson D., Soquel CA. PCB Coil for Hearing Aid Compatibility Compliances. US_20090143097_A1, 2009.

[62] http://www.xinxuyao.com/products/communicate/3 /200609226574.shtml

[63] 倪五洲. 一种具助听器功能的手机. 中国专利CN 2471043Y, 2002.

[64] 胡志超,胡礼斌,周宇. 一种适用于全聋哑人的助听手机. 中国专利CN201365285,2009.

[65] Taeyoung Y., Davis W., Stutzman W., Huynh M. C. Cellular-phone and hearing-aid interaction: An antenna solution. IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2008, 50(3): 51-65.

[66] Schlegel R.E., Grant F.H. Modeling the electromagnetic response of hearing aids to digital wireless phones. Electromagnetic Compatibility, 2000, 42(4): 347-357.

[67] Buleandra A., Petrescu T., Fratu O. Evaluating the hearing aid compatibility of a cellular phone working at WiMAX carrier frequencies. International Symposium on Signals, Circuits and Systems, IEEE, 2009; 1-4.

[68] Skopec M. Hearing aid electromagnetic interference from digital cellular telephones. Engineering in Medicine and Biology Society, 1996, 1:409-410.

[69] Sorri M.J., Piiparinen P.J., Huttunen K.H., Haho M.J. Solutions to electromagnetic interference problems between cochlear implants and GSM phones. Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 14(1): 101-108.

[70] http://www.chineseaudiology.com/zhutinqi/ html/200995183811.html

[71] 尹航,王慧锋. 基于语音识别的电子秘书手机. 华东理工大学学报(自然科学版),2008,(6): 892-896.

[72] Power M. R., Power D., Horstmanshof L. Deaf people communicating via SMS, TTY, Relay Service, Fax, and Computers in Australia. Journal of Deaf Studies and Deaf Education. 2007, 12 (1): 80-92.

[73] Kuma V.S., Krishna S., Vijayasherly V. A SIP based VoIP application with an enhancement aiding hearing impaired. IEEE Region 10 Conference, 2008: 1- 6.

[74] 王璟珣,滕召胜,高云鹏,王一,李聪聪. 嵌入式盲人手机语音识别与控制系统设计. 计算机测量与控制,2009,(10):1951-1954.

[75] 林明耀. 手机语音识别及翻译系统. 中国专利CN1738342, 2006.

[76] 陈益强,刘军发, 颜庆聪, 何文静. 中国手语合成技术及其应用. 信息技术快报. 2009, 7(3): 42-52.

[77] Shantz M., Poizner H.A. Computer program to synthesize American sign language. behavior, Research Methods and Instrumentation. 1982, 14(5): 467-474.

[78] 蔡莲红, 王玮, 陶建华等. 语音合成让计算机声文并茂、有声有色. CTI世界:计算机与电信集成世界, 2001(8): 44-47.

[79] 谢磊, Ravyse I., 蒋冬梅, 赵荣椿, Sahli H., Verhelst W., Cornelis J. 一种基于数据筛的音频视频连续语音识别系统. 计算机应用,2003,(7): 1-3.

[80] Cazan A., Varbanescu R., Popescu D. Algorithms and techniques for image to sound conversion for helping the visually impaired people - Application proposal. 2007 14th International Workship in Systems, Signals and Image Processing and 6th EURASIP Conference focused on Speech and Image Processing, Multimedia Communications and Services, 2007: 471 – 474.

[81] 甘昭良. 辅助技术在残疾人“从学校到工作”过渡中的作用. 教育与教学研究,2009,(6): 5-8.

[82] 李守轩. 轮椅机器人语音识别控制系统的研究与实现.南昌大学, 2008.

[83] 朱克华. 轮椅机器人的视觉导航研究. 南昌大学, 2008.

[84] 金晶. 轮椅机器人语音识别、控制技术的研究. 苏州大学,2006.

[85] 孙兆君. 可穿戴助力机器人传感器信号预测算法和控制器的设. 中国科学技术大学, 2009.

[86] 姚玉峰,王展,周磊. 作业型助老/助残机器人系统的研究. 机械设计,2008,(2): 18-20.

[87] Cortés U., Annicchiarico R., et al. Assistive technologies for the disabled and for the new generation of senior citizens: the e-Tools architecture. AI Communications. 2003, 16(3): 193-207.

[88] Pollack M. E., Engberg S., et al. Pearl: A mobile robotic assistant for the elderly, https://www.aaai.org/Papers/ Workshops/2002/WS-02-02/WS02-02-013.pdf

[89] Curry R.G., Tinoco M. T., Wardle D. The use of information and communication technology (ICT) to support independent living for older and disabled people. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1. 1.136.7635&rep=rep1&type=pdf

[90] Schraft R.D., Schaeffer C., May T. Care-O-botTM: the concept of a system for assisting elderly or disabled persons in home environments. Industrial Electronics Society, 1998. Proceedings of the 24th Annual Conference of the IEEE, 1998,4: 2476 – 2481.

[91] Pellegrino P., Bonino D., Corno F. Domotic house gateway. Symposium on Applied Computing, Proceedings of the 2006 ACM symposium on Applied computing, 2006: 1915-1920.

[92] http://www.lortui.com/main/special/sj/

[93] http://www.lortui.com/main/html/68/n-144668-5.html

[94] http://tech.sina.com.cn/mobile/n/2008-12-16 /11072658233.shtml

[95] http://www.weaseek.com/zhuanti/worldtelday2008/ index.htm

[96] http://comm.ccidnet.com/dxrsj/

[97] http://comm.ccidnet.com/art/1705/20040509/107967_1. html

[98] http://info.ebay.cn/dianzi/article_20417.html

[99] http://comm.ccidnet.com/art/5399/20060710/606955_1. html

[100] http://mobile.ccidnet.com/art/5395/20080321 /1397791_2.html

[101] http://www.office9.org/sj/zhinengshouji/200911/2144. html

[102] 蒋建荣, 论现代信息技术对残疾人士的影响. 中国教育技术装备, 2009, (7) : 9.

[103] Szeto A. Y. J. A navigational aid for persons with severe visual impairments: A project in progress. Proceedings of the 25* Annual lntemational Conference of the IEEE EMBS Caneun, Mexico, 2003: 1637-1639.

[104] Plos O., Buisine S. Universal design for mobile phones: A case study. Conference on Human Factors in Computing Systems, 2006: 1229 - 1234 .

[105] Massimi M., Baecker R. M., Wu M. Using participatory activities with seniors to critique, build, and evaluate mobile phones. ASSETS'07: Proceedings of the Ninth International ACM Sigaccess Conference on Computers and Accessibility, 2007: 155-162.

[106] Eisma R., Dickinson A., Goodman J., Tiwari A. S., Newell A. F. Early user involvement in the development of information technology-related products for older people. Universal Access in the Information Society, 2004, 3(2): 131–140.

[107] Marcus A. Universal, ubiquitous, user-interface design for the disabled and elderly. Interactions, 2003, 10(2): 23-27.

[108] Abascal J., Civit A. Mobile communication for people with disabilities and older people: New opportunities for autonomous life. Proceedings of the 6th ERCIM Workshop, 2000.

[109] Srivastava L. Mobile phones and the evolution of social behaviour. Behaviour & Information Technology, 2005: 111-129.

[110] Kim Y.B., Kim J. Y. Real-time health-monitoring network for disabled and elderly people. Computers Helping People with Special Needs. 2004, 3118: 377-384.

[111] 国华. 助残技术装置的标准化. 世界标准化与质量管理,2002,(5): 41.

Research and Development in Mobile Phone Enabled Technologies for Assisting the Disabled and Elderly People

LIU Lin1LIU Jing1,2
1 Department of Biomedical Engineering, School of Medicine, Tsinghua University (Beijing 100084)
2 Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences (Beijing 100190)

The disabled and elderly are disadvantaged groups in modern society, who often suffer from much inconveniences in daily life because of their physical handicaps. With the rapid progress in latest technologies, various innovations and applications on mobile phone are continuously increasing, making it a most basic tool for people. It can be anticipated that, taking full advantages of the multi-functions of mobile phone, the most widely adopted electric medium in this day and age, to better assist the disabled and improve their quality of life should become an ever important frontier in modern health technology. In this paper, through digesting the current situations facing the disabled so as to find out their requirements for technologies, we summarized the key issues in the mobile phone enabled assistive technologies for the elderly and disabled. The state-of-art methods were comprehensively reviewed. Particularly, typical technologies of using mobile phone for visual and hearing aids were discussed. Finally, prospects of investigating and applying mobile phone for assisting the disabled were outlined.

disabled, mobile phone, visual aid, hearing aid, handicap assist, pervasive technology

1006-6586(2011)01-0006-10

R197.324

A

2010-08-25

刘静,教授

猜你喜欢

助残助听器盲人
220年前的助听器:科技的力量、社会的进步
关于助听器您需要了解的知识
贾茹 爱心助残 彰显民企风采
随声附和的盲人
福建助残福利事业拓新局
弘扬志愿精神,书写新时代志愿助残服务故事
福彩圆梦2018爱心助残集锦
自首的盲人
《梁东兄置助听器得佳句,余和之》
盲人节