Біофізичне обґрунтування мікроконтролерного модуля до персоналізованих тактильних навігаційних систем для осіб з вадами зору
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2025-50-2-215-222Ключові слова:
тактильний зворотний зв’язок, просторове сприйняття, система навігації, незрячі користувачі, механорецептори, носимі пристроїАнотація
У роботі представлено підхід до побудови персональної навігаційної системи для осіб з порушеннями зору, що базується на поєднанні методів комп’ютерного зору та тактильного зворотного зв’язку. Запропоновано архітектуру системи, яка використовує смартфон сенсорну платформу та модифіковану перчатку з вібраційними моторами як засіб подачі просторової інформації. Розглянуто біофізичні основи тактильного сприйняття, на основі яких сформульовано вимоги до частотного діапазону, місця розташування моторів та структури вібросигналу. Запропонована система є масштабованою, енергоефективною та придатною до щоденного використання в умовах обмеженої інфраструктури.
Посилання
Dunai L., Peris-Fajarnés G., Lluna E., and Defez B., “Sensory Navigation Device for Blind People,” Journal of Navigation, vol. 66, no. 3, pp. 349–362, Jan. 2013, doi: https://doi.org/10.1017/s0373463312000574.
Kitsoft, “Social Protection Fund for Persons with Disabilities - Information on Financing for the Provision of Social Protection,” Ispf.gov.ua, 2025. https://www.ispf.gov.ua/diyalnist/zabezpechennya-tehnichnimi-zasobami-reabilitaciyi/informaciya
Lo A. Valvo, Croce D., Garlisi D., Giuliano F., Giarré L., and Tinnirello I., “A Navigation and Augmented Reality System for Visually Impaired People,” Sensors, vol. 21, no. 9, p. 3061, Apr. 2021, doi: https://doi.org/10.3390/s21093061.
Sokolov A. A. and Avrunin O. G., “Prospects of using augmented reality technologies in the development of navigation tools for the blind,” Optoelectronic Information-Power Technologies, vol. 46, no. 2, pp. 55–63, Dec. 2023, doi: https://doi.org/10.31649/1681-7893-2023-46-2-55-63.
Sokolov A. А. and Avrunin O. G., “Evaluation of ARCORE library capabilities for determining the distance to objects in the frame,” Optoelectronic Information-Power Technologies, vol. 47, no. 1, pp. 58–65, Jul. 2024, doi: https://doi.org/10.31649/1681-7893-2024-47-1-58-65.
“Spending a day with NOA,” Biped.ai, 2025. https://www.biped.ai/a-day-with-noa/
Birznieks I. et al., “Tactile sensory channels over-ruled by frequency decoding system that utilizes spike pattern regardless of receptor type,” eLife, vol. 8, p. e46510, Aug. 2019, doi: https://doi.org/10.7554/eLife.46510.
Quindlen J. C.,. Lai V. K, and Barocas V. H., “Multiscale Mechanical Model of the Pacinian Corpuscle Shows Depth and Anisotropy Contribute to the Receptor’s Characteristic Response to Indentation,” PLoS Computational Biology, vol. 11, no. 9, Sep. 2015, doi: https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004370.
Sokolov A.,. Avrunin O, and Sokolov A., “Theoretical Foundations for Designing Portable Systems for Oriented Blind People,” 2022 IEEE 9th International Conference on Problems of Infocommunications, Science and Technology (PIC S&T), pp. 379–382, Oct. 2022, doi: https://doi.org/10.1109/picst57299.2022.10238588.
Hersh M., “Wearable Travel Aids for Blind and Partially Sighted People: A Review with a Focus on Design Issues,” Sensors, vol. 22, no. 14, p. 5454, Jul. 2022, doi: https://doi.org/10.3390/s22145454.
Ballardini G., Florio V., Canessa A., Carlini GMorasso., P., and Casadio M., “Vibrotactile Feedback for Improving Standing Balance,” Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, vol. 8, Feb. 2020, doi: https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00094.
Kingma H. et al., “Vibrotactile feedback improves balance and mobility in patients with severe bilateral vestibular loss,” Journal of Neurology, vol. 266, no. S1, pp. 19–26, Dec. 2018, doi: https://doi.org/10.1007/s00415-018-9133-z.
Birznieks I et al., “Tactile sensory channels over-ruled by frequency decoding system that utilizes spike pattern regardless of receptor type,” eLife, vol. 8, p. e46510, Aug. 2019, doi: https://doi.org/10.7554/eLife.46510.
Zhemchuzhkina T., Nosova T., "Analysis of the dynamics of statistical and spectral indicators of electromyograms of the lumbar region," Scientific Collection “InterConf”, (96): with the Proceedings of the 6th International Scientific and Practical Conference Scientific Community: Interdisciplinary Research (January 26-28, 2022). Hamburg, Germany: Busse Verlag GmbH, 2022. 1206 p., pp. 683-686
Selivanova K. G., Avrunin O. G. “Quality improvement of diagnosis of the electromyography data based on statistical characteristics of the measured signals ”, Proc. SPIE 10031, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2016, 100312R https://doi.org/10.1117/12.2248953.
Pavlov S. V., Avrunin O. G., Zlepko S. M., Bodiansky E. V., Kolisnyk P. F., Lysenko O. M., Chaykovsky I. A., Filatov V. O. Intelligent technologies in medical diagnostics, treatment and rehabilitation: monograph. Vinnytsia: PP "TD "Edelweiss and K", 2019. 260 p.
Kozhemʼyako V. P. Optical-electronic methods and tools for processing and analyzing biomedical images [monograph] / V. P. Kozhemʼyako, S. V. Pavlov, K. I. Stanchuk. – Vinnytsia: UNIVERSUM, 2006 – 203 p.
Pavlov S. V. Information Technology in Medical Diagnostics //Waldemar Wójcik, Andrzej Smolarz, July 11, 2017 by CRC Press - 210 Pages.
Wójcik W., Pavlov S., Kalimoldayev M. Information Technology in Medical Diagnostics II. London: (2019). Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book. – 336 Pages.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 0
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
