基于多感官交互的視障者信息傳遞方式探究

李玉琴 蘭玉琪 天津美術學院

一、視障者出行問題狀分析

視障者，指視覺感受有障礙而導致的視力受阻或視覺感受不完全的人群。我國有超過1700萬的視障者，每83人中就會有一位視障者[1]，但在日常生活中，我們很少見到其外出，究其原因除了視障者的視覺信息缺失之外，心理因素及外部因素降低了其出行意愿。

（一）影響視障者出行的心理因素分析

在出行過程中，視障者由于視覺受限出現收到的環境信息有限、理解有誤等問題，雖然注意力高度集中卻對現實情況無法作出準確預判，造成其對環境狀況產生不確定感，由此產生焦急、無助、自卑、安全感缺失等情緒，大大降低了視障者對于出行的信心。因此，我們不僅要關注到視障者視覺信息的缺失或不完整，還應關注到其出行時心理的變化。另外，導航軟件的信息提示對于視障者使用方面還缺乏有效的方法，易造成視障者在使用過程中形成不確定感以及安全感的缺失等問題。

（二）影響視障者出行外部因素

經調查發現，許多現有大型商業區、住宅區內等常見場所未設置無障礙入口、可供視障者使用的基礎設施；大多數人對于盲道認識不足，造成占用、鋪設錯誤等問題；建筑規劃不完善，大部分基礎設施未考慮到視障者的使用，無障礙化程度不高；另外，視障者要關注身處環境、整個路程的通行狀況等信息，以便做出提前預警準備。總而言之，影響視障者出行的主要問題出現在公共空間入口、盲道、路口提示等方面。

二、多感官交互理念

（一）多感官概念解讀

多感官理念認為感官經驗是人類賴以生存、學習、認識自我與環境的必需條件，缺乏感官經驗會阻礙自身的認識和功能的發展，同時對外界環境的認識和感知上也會發生困難。李小華研究中發現使用視、聽、觸覺等多感官通道加入到產品和系統中進行交互，使用戶能夠多層次、全方位的感知產品和系統信息，獲得更佳的情感體驗，達到更佳的使用效果[2]。

（二）交互概念解讀

交互，即交流互動。交互設計（英文Interaction Design，縮寫IXD），是定義、設計人造系統的行為的設計領域，它定義了兩個或多個互動的個體之間交流的內容和結構，使之互相配合，共同達成某種目的[3]。Jon Kolko 在交互設計沉思錄[4]中說，交互組成了使用產品的行為。交互設計通過設計交互的個體間的互動方式，并以無意識的形式引導人的行動。設計者基于對交互對象的用戶屬性、使用習慣等研究，對互動雙方的交互結構、流程、內容及形式進行設計，交互產品是包含時間維度的。視障者在交互中發出指令、接受指示信息，與產品相互作用，交互設計師的“作品”也不斷演化。視障者的存在、參與及其對作品的綜合領會才是作品最終完成的標志。

（三）多感官交互與信息接收

整合感官的能力、分析各感官在不同類型信息接收時的優劣勢、利用各感官的長處，將感官能力以整體的形式進行不同類別的信息接收，各感官聯動，不同感官接收有針對性的信息內容。多感官交互的信息接受方式要充分考慮到整個路程的整體性、信息優先層級，視障者接受信息的方式，信息需求的實時性和多維度。多感官的信息交互使多維度的信息進行整合，在交互過程中準確、快速的傳遞更多信息，輔助用戶在未知環境準確操作、行動等，能增加對象對獲得信息的信任感，給予使用者安全感。

三、基于多感官交互的視障者出行信息接收方式研究

（一）視障者目前出行的信息接收方式

視障者輔助工具主要有導盲杖、手機GPS定位系統和語音導航等。視障者通過導盲杖點觸地面獲得真實路面信息，能夠給其提供安全感，但導盲杖點觸方式存在獲得信息較少、可控范圍小等問題，不能滿足在復雜的城市中多層次的環境信息的獲取；GPS定位系統的語音導航通過語言傳輸路況信息，但GPS定位有一定的局限性，會存在誤差或信號差的情況，造成無法精確導航步行路線，方位信息存在著錯誤的問題；另外，手機導航在持續性的交互時，與使用者在交互頻率上有所欠缺：例如長時間無提示信息、提示信息模糊或無法理解的問題，對視障者的行為引導存在問題。因此，要尋找更高效、準確、易用的方法為視障者提供出行輔助。

在出行場景中，視障者面對陌生、未知的環境，必要提示信息須有以下特點：準確、快速、可行。多感官交互的信息傳遞通過提供更多的感受或刺激方式來彌補視覺缺失，整合各感官特點、能力，讓視障者獲得更豐富的信息感受、增強其安全感、提升其行動速度。

（二）視障者感官與信息接收特征與影響

味覺與嗅覺信息的接收內容是化學物質性分子直接刺激感官，如果通過味覺和嗅覺進行信息傳遞需要直接接觸，如：吸入或食用。這種傳遞方式有以下缺點：①時長、環境影響大；②不同的人對于氣味的敏感程度的不同，獲得信息的準確程度因人而異；③受環境和個人經驗影響大；④傳遞信息的難度較大，量化標準難以確定。因此，本文主要研究聽覺與觸覺的信息交互方式。

1.視障者聽覺與信息接受特征

聽覺是除視覺外能夠接收到距離最遠信息的感官，聲波可以傳遞數百米之外的聲音、環境的變化，視障者以此作為環境判斷的基礎，能較為準確地辨認周圍環境狀況。但自然聲波是單一維度的傳輸，通過聲波獲得環境信息具有不可重復的特征。聲波信息形式多樣，不同類別信息的聲波具有可辨識性、普適性的特點。另外，聽覺能夠快速獲取內容信息，有經驗的視障者能夠通過超出常人的2～4倍速的語音播報來快速獲取內容信息，通過語音接收信息速度能與健全人視覺輸入的速度持平。對于視障者來說，聽覺是快速獲取環境信息、接收內容信息的重要感官。

2.視障者觸覺與信息傳遞特征

觸覺感受經神經直接傳輸到大腦的電信號與經由器官處理過的感覺信息存在差異，觸感神經直接傳遞讓人獲得更直接的感受體驗及長時間的記憶儲存。觸覺感知的敏感度大于聽覺，真實物品的觸動能夠快速引起使用者的注意力。觸覺能夠讓使用者感受客觀存在的物質并能夠持續性的感受信息，客觀存在的物質的觸覺感受是具有相對的持續性并能重復感知的。相較于聽覺來說，觸覺是更敏感并能重復感知信息的感官。

視障者通過語音、手勢、物理按鍵等的方式發出指令，與機器進行實時互動，機器的示能對于視障者尤其重要[5]，適當的示能信息能夠給視障者的安全感與確定感，使其體驗更加良好。啟動視障者敏銳的觸覺能力，能減少單一感知的信息接收壓力。在交互中，不同信息通過聽覺、觸覺感官結合形式將信息層級更清晰，展示更豐富的信息，使視障者在出行時感受到更多環境信息特征、準確的進行行動，提升視障者對機器的信任感以及出行時的安全感。

（三）現代科技技術支持下的信息傳遞方式的可能性

人工智能等現代科學技術手段與5G通訊技術、智慧城市及物聯網系統產生聯系，將視障者輔具智能化，增強其信息的準確度，提高信息的傳遞速度，能給視障者出行提供更多的信息的傳遞方式可能性。

1.信息傳遞流程

出行過程中包含不同階段，不同階段包含不同的任務，每個任務都包含著機器與用戶之間信息交換，每一條信息交換都是整個交互系統中的一部分。用戶與機器的信息傳遞流程分為（用戶）指令輸出、指令接受理解、出行環境信息獲取、信息編碼、結果傳達（給用戶的行動提示）。

2.信息傳遞輔助技術應用

從視障者的感官出發，指令信息輸出方式：語音、觸碰（手勢）；信息獲取方式：音頻、觸感。機器獲取環境信息可通過圖像識別、激光雷達探測等技術識別的信息。

視障者輸出指令和信息獲取均可用語音交互技術。語音交互技術在人工智能領域發展最為迅速，識別率越來越高，智能語音交互是基于語音輸入的新一代交互模式[6]。僅需簡單的語音喚醒及指令傳達與互動。常見的智能語音交互應用如：蘋果語音助手Siri，小愛助手、小度助手等。

視障者通過觸碰（手勢）傳達指令最簡單的是產品上的物理按鈕，物理凸點按鍵能夠快速、明確傳達指令，例如：盲文顯示屏則是普通屏幕的文字內容以凸點盲文的方式將信息傳遞給視障者，凸點盲文在電梯、道路的指示標識均有所應用。

機器獲取外部信息的方式：GPS全球定位系統、激光雷達探測、圖像識別等。GPS全球定位系統[7]目前廣泛應用于手機導航軟件，對視障者來說，其導航精度不夠高，易出現誤差等問題。激光雷達[8]（Laser Radar）具有獨特的數據獲取方式，能夠測量激光觸及物體后反射回來所用的時間，可計算出使用者所處空間的深度。激光雷達與智慧城市技術結合，可構建完整的路況信息體系其獲取數據不會因陰影和太陽高度角而影響數據精度，也不受航空高度的限制。圖像識別[9]通過深度的學習，機器能夠達到極高的準確度。將圖像識別技術應用于視障者的出行輔助設備，能極大地提高視障者信息獲得的準確度。

四、結語

視障者在社會中越來越受到關注，通過對多感官交互理論的分析及研究，以整體感官的能力出發，結合現代科學技術，探究視障者在出行這一場景可用的信息傳遞方式，希望新技術、新方法能為視障者輔助工具研究提供新思路。