Эффективность электронных средств передвижения для слепых и слабовидящих при ориентировании на местности

Более умные инструменты для безопасной и независимой ходьбы

Для многих людей, которые слепы или имеют низкое зрение, передвижение по городу может походить на прохождение лабиринта, полного скрытых опасностей — особенно препятствий на уровне груди или головы, которые традиционная белая трость может не заметить. В этом исследовании изучается, могут ли новые электронные средства передвижения сделать повседневную ходьбу безопаснее и менее стрессовой, и какие сигналы — вибрация или 3D-звук — действительно лучше работают для реальных пользователей, а не только в лабораторных демонстрациях.

Почему белая трость не всегда достаточна

Белая трость недорогая, привычная и поразительно эффективна для выявления того, что находится на земле. Но у неё есть «слепые зоны»: она редко обнаруживает предметы на уровне верхней части тела или головы и не может описать, что это за препятствие и на каком оно расстоянии дальше, чем длина трости. Она также не обеспечивает пошаговой навигации по маршруту. Чтобы заполнить эти пробелы, инженеры создали электронные средства передвижения с датчиками — например ультразвуком или камерами — и передающими информацию через звук или вибрацию. Несмотря на десятилетия прототипов, многие устройства так и не были тщательно протестированы на самих слепых и слабовидящих (BVI), поэтому мы мало знаем о том, насколько хорошо они работают в повседневной жизни.

Испытание двух высокотехнологичных помощников

Исследователи пригласили 13 взрослых с полной или частичной потерей зрения пройти пешие задания в контролируемом коридоре внутри здания. Все участники уже использовали белую трость. Каждый проходил трассу три раза: только с тростью, с небольшим ультразвуковым клипс-устройством BuzzClip, прикреплённым к трости, и с надетым на плечи жилетом с камерой NOA, который обеспечивает 3D-пространственный звук через костно-проводимые наушники. Команда считала, как часто участники сталкивались с препятствиями тростью или телом, отслеживала скорость ходьбы и частоту сердечных сокращений и задавала подробные вопросы о том, насколько требующей или раздражающей казалась каждая из условий, используя стандартную шкалу рабочей нагрузки (NASA-TLX) и последующие интервью.

Как устройства изменили ходьбу и уверенность

NOA явно улучшала безопасность. Когда участники использовали NOA вместе с тростью, у них было меньше столкновений телом и меньше контактов тростью с препятствиями по сравнению с использованием только трости или трости с BuzzClip. Хотя люди ходили быстрее всего с одной только тростью, более медленная скорость при использовании обоих электронных помощников, вероятно, отражала повышенную осторожность и время, затраченное на интерпретацию новых сигналов. Важно, что NOA не увеличивала умственную нагрузку по сравнению с тростью, несмотря на передачу богатых 3D-звуковых подсказок. Напротив, BuzzClip не снижал количество столкновений и оценивался как более раздражающий, с более низким восприятием собственной эффективности и более высокой общей нагрузкой. Многие пользователи отмечали, что его вибрации слишком слабые, слишком частые и трудно отличимы от естественной обратной связи трости, и они часто не могли определить, на какой высоте или в каком точном месте находится препятствие.

Поиск людей и объектов: какой вид подсказок помогает больше всего?

Во втором задании команда протестировала новую функцию «поиска объектов», встроенную в NOA. Участники стояли в небольшой комнате и должны были пройти к человеку после того, как устройство озвучивало указания. Сравнивались две версии этой функции. Одна использовала облачную генеративную систему ИИ, дававшую короткое, естественно звучащее описание (например: «Человек немного слева от вас, в нескольких шагах»). Другая использовала локальную систему глубокого обучения, дававшую более точные инструкции по принципу «как на циферблате часов» и по расстоянию, а также добавляла пространственный «пик» звука, который оставался привязанным к человеку, пока он был в поле зрения. Обе версии дали схожие времена выполнения, но версия на базе глубокого обучения чаще обеспечивала успех и оценивалась как более понятная, точная и менее требовательная. Все участники предпочли это более структурированное, лаконичное руководство, хотя некоторые посчитали, что более богатая языковая формулировка ИИ может быть полезнее для общего понимания сцены в других ситуациях.

Что это значит для повседневных передвижений

С точки зрения неспециалиста, посыл ясен: добавление умных технологий к традиционным средствам мобильности может сделать ходьбу безопаснее для слепых и слабовидящих людей — при условии, что устройство точное, хорошо спроектировано и протестировано на реальных пользователях. В этом исследовании почти все участники заявили, что готовы рассмотреть возможность использования NOA в дополнение к трости, особенно на незнакомых маршрутах, несмотря на его больший размер и необходимость освоения. Они ценили его точные пространственные аудиоподсказки и ощущение повышенной безопасности больше, чем простоту небольшого BuzzClip. В то же время работа подчёркивает, что более лёгкое аппаратное исполнение, интуитивная обратная связь и гибкие режимы (краткие, точные указания против богатых описаний) будут решающими для длительного использования. При дальнейшем совершенствовании и испытаниях в уличных, реальных условиях такие электронные средства передвижения могут помочь многим людям перемещаться по миру с большей уверенностью и автономией.

Цитирование: Pittet, C.E., Ortega, E.V., Fabien, M. et al. Efficacy of electronic travel aids for the blind and visually impaired during wayfinding. Sci Rep 16, 6423 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37578-9

Ключевые слова: слепота, помогающие технологии, навигация, электронные средства передвижения, пространственное аудио