浅谈对盲人防烫测温指环的创新性研究

宋泊宁 张思柳 孙甲岳 胡诗彤

摘要：由于在日常生活中，盲人无法像普通人一样感知物品的温度，所以经常会有烫伤等问题发生，尤其是在疫情防控下，自我测温也成为每日必不可少的事情。在这些情形下，解决盲人由于视力缺陷而造成缺乏温度感知力的问题成为了大众的关注点。为了提高盲人在生活中的便捷度和安全感，我们以指环为载体，从测温这一角度着手研究，将光学和仿生学结合，多次试验并不断改良，来解决盲人防止烫伤这一问题。同时对指环的外观进行创新性设计，不断提升盲人佩戴时的安全感与舒适度，使设计更人性化。

关键词：盲人;防烫伤;测温指环;仿生学外观;创新性研究

一、前言

眼部疾病在世界范围内一直是一个备受关注的公共卫生问题[1]。依中国残疾人联合会的报告表明，直到2010年结束，我国大约还有1263万的盲人[2]。这表明每80人中就有一个称得上是“黑暗中的行者”，在中国这个群体十分庞大，甚至位列世界第一。没有视觉感知力是盲人在日常生活中最大的障碍，往往会遇见很多不可避免的麻烦。盲人群体不能通过看这一动作认知过外面的世界，他们去了解世界的方式就是通过听觉、触觉、味觉这三种方式，其中触觉是居于听觉以外最重要的方式[3]。其中盲人因为视力问题误触烫伤、烧伤就是亟待解决的问题，然而对于盲人群体防烫伤方面的工具技术还不够成熟，功能与使用场景单一化，疫情下的市场更是空缺。所以我们开展了对盲人防烫伤的设计与研究，使盲人群体在平日的生活中更加便捷，提高他们的生活质量以及安全程度。同时人工智能技术的不断应用让更多的特殊人群过上了更加丰富多彩的生活。而能否设计出效率高，实用性强，可行度高的防烫伤测温指环就成了思考的重点。

二、盲人防烫测温指环工作原理

1、设计原理及构成

基于对盲人防烫测温指环的设计方案主要分为以下两个部分。

（1）该部分是盲人指环的基本原理，采用以光学系统作为控制原件，以红外探测器模块对距离进行探测，并检测到前方高温时，将红外辐射转化为蜂鸣器的声音信号，蜂鸣器的声音变化会随着辐射的变化而变化[4]。通过这种方式告诉盲人前方高温时，需要躲避。比如在测物温模式下，佩戴者伸手取物时若检测到高温（50摄氏度及以上）时，会发出蜂鸣提醒盲人使用者，当使用者离的越近，蜂鸣报警器的声音越急促，防止误触烫伤。

（2）盲人防烫测温指环主要由红外温度传感器、放大电路、单片机、数模转换器、智能语音板块、蜂鸣报警器、电源、外壳组成。

红外辐射会因为佩戴者在一定空间内的移动而发生大小变化，经过菲涅尔透镜的聚焦效果红外辐射汇聚到热释电红外辐射传感器的探测装置上时，研究热释电红外传感器的物理特性[5]，热释电红外传感器各个引脚的功能分别为传感器供电、输出电信号、传感器接地端。热释电红外传感器会把红外辐射转化为电信号，电信号再经过信号放大装置后输入进信号的采集和信号处理电路，处理后的会向单片机输出高电平，由单片机输出信号来控制蜂鸣报警器和智能语音板块。此外，在指环的尾部两侧会有两个按钮，分别控制蜂鸣报警器和智能语音板块的开关状态，方便使用者合理使用。

三、盲人防烫测温指环的创新设计

1、外观设计及使用

盲人防烫测温指环外观设计的想法来源于仿生学（见图1）。仿生学主要是通过观察、研究和模拟自然界生物各种各样的特殊本领，并借此提供新的设计思想。而此次则是在大象和蝠鲼的基础上，通过大象的象牙、鼻子等形态以及蝠鲼的躯干、胸鳍的结构进行拟人化仿生设计。

此次盲人防烫测温指环的设计有以下几个特点：

（1）指环佩戴时，突起处向掌心方向，在测物温模式下，佩戴者伸手取物时如若检测到高温（50摄氏度及以上）时，会发出蜂鸣提醒盲人使用者，防止误触烫伤。

（2）在指环处于测量体温模式下，使用者可以将其对准额头，进行实时测温，并伴有语音读数。

（3）指环模式切换可以根据按钮进行操作，为方便盲人使用群体，按键采用盲文书写。

（4）指环便于携带，且不影响手持、握、抓取。

（5）指环兼具闭口指环和开口指环两种型号，使用者可以根据喜好选择。同时，开口指环可以更好的适应各种手指尺寸。

2、创新之处

（1）盲人群体测温方式的探索研究。

由于发现了盲文形成凸字的书写规律，在针对盲人测温遇到的问题时，对测温指环进行再次改良，指环模式的切换按键采用盲文书写的方式进行实现。放大测温单位的使用方式，红外温度传感器与蜂鸣报警器契合，减少了不必要的触摸。同时，切换模式的方式可以使盲人群體的测温更加具有可控性。

（2）加强测温的可实践性。

采用贴合手指的外形设计，指环的圆型环状设计和指环内侧的软体设计增加了使用时的质感和舒适度，外观更加契合手指的弧线。结合手指发力与受力点，对所使用指环的受力部分拇指的位置进行材料的软处理。制作材料选用磨砂质感的防滑塑料材质，让使用者的使用感更为舒适。

（3）服务设计与人性化相结合。

服务设计是一种设计思维方式，它主要着重于通过合作的方式来创造事物，使服务者变得更加优化，更加高效，着力于使用者的需求。站在他们的角度去解决问题。因此，这款盲人防烫测温指环采用圆型环状设计，与手指完美结合，指环兼具闭口指环和开口指环两种型号，使用者可以根据喜好选择。同时，开口指环可以更好的适应各种手指尺寸。另外，指环便于携带，且不影响手持、握、抓取。盲人防烫测温指环在指环的尾部两侧会有两个按钮，分别控制蜂鸣报警器和智能语音板块的开关状态，方便使用者合理使用。使盲人防烫测温指环可以实现产品的人性化、多元化。

四、结语

设计为人所服务，是为不同需求的人们提供便利的方式。我们不仅仅要服务于大众，更应着眼于那些相比普通人更有需要的特殊人群。为了解决盲人在日常生活中的视力缺陷，我们从盲人的实际生活出发，将触觉感官与指环相结合，做到最大限度解决盲人易烫伤的系列问题。我们从灵感萌发到得出方案经过了多次的探讨和修改，通过了数次模拟实验和真实考察，将可能出现的问题以及缺点都进行了优化和分析。从对盲人烫伤问题的了解到深入研究，我们始终致力于将设计做到人性化、多元化，尽力为特殊人群提供更优质，更方便的生活条件。

参考文献

[1]杨晗.适用于盲人的速食品触觉包装设计[D].湖南工业大学，2015：1.

[2]程黎，顾定倩，刘艳虹，魏丹.我国盲文使用状况的调查研究[J].语言文字应用，2013（02）：42-48.

[3]赵浩凯.触觉启动——适用于盲人的包装设计探究与思考[J].装饰，2012（08）：96-97.

[4]周德召，王合龙，陈方.调幅式调制盘导引头干扰原理分析及验证[J].激光与红外，2015，45（07）：850-853.

[5]孙百顺.基于无线热释电红外传感器网络的人体定位系统研究[D].合肥工业大学，2020：2.

项目内容：大学生创新创业训练计划项目省级立项“有爱无碍·一触即防”—盲人防烫测温指环设计，项目编号：202110152137。

作者简介

宋泊宁，女，汉，1999年9月生，河北省石家庄人，本科，大连工业大学艺术设计学院视觉传达设计，研究方向：人性化设计。