盲人智能拐杖產品市場與設計趨勢探研

劉北北 楊子倩

摘要：為了深入探究盲人智能拐杖產品發展現狀，本文首先對國內外智能拐杖產品市場的代表產品進行分析，論述國內外智能拐杖產品市場現狀，然后闡述盲人智能拐杖產品的適宜尺度，最后提出盲人智能拐杖產品未來的發展趨勢，從功能性和技術性角度對盲人智能拐杖產品的發展創新作出展望。

關鍵詞：智能拐杖;盲人群體;市場研究;設計趨勢

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）12-0-02

0 引言

我國盲人的數量較多，對于盲人群體來說，導盲拐杖是他們出行時代替眼睛用于觀察路面和探測危險的重要工具。市場上銷售的原始的拐棍類拐杖功能單一，不能很好地幫助盲人，并且隨著我國盲人數量逐年增多、城市化進程不斷加快，城市道路環境反復修繕愈加復雜曲折，簡單的拐棍類拐杖不適用于復雜的路況，由此，盲人智能拐杖能夠滿足盲人安全快速融入公共出行生活的迫切需求。

1 我國盲人智能拐杖產品市場現狀

1.1 國內現有智能拐杖產品調研

在國內通過銷售渠道可購買的盲人智能拐杖種類較少，CONNOLLY康諾利老人智能拐杖可作為一個參考，其價格在100～200元之間，同時主打八大功能，分別是：LED照明手電筒，可調節遠近燈光;可以多檔調節的高低尺寸，滿足不同身高盲人的需求;防滑腳幫助穩固，防滑減震;報警和閃燈警示，在緊急情況下可向警察和家人發送幫助請求;FM收音機，可收聽廣播;插卡MP3，能下載音樂;鋰電池充電后擁有較長的待機時間，兩個小時蓄電后就可以使用12個小時。

國內目前有一些以5G技術為支撐的智能盲杖設計展現出獨有的優勢，但還沒有推入市場。以浙江大學團隊研究的“基于5G技術的‘重明智能盲杖設計”這一產品為例，它主要希望通過5G智能技術解決視障人群的出行問題。通過盲杖硬件本身與智能手機的軟件相互結合，更好地向盲人提供道路信息，讓人能夠及時避開障礙物，安全出行。全景相機將隨時記錄附近的圖像信息，實時傳輸到云端處理器，經過掃描和分析，識別當前道路情況，再通過語音幫助盲人安全出行。5G、全景攝像結合的方法能夠免去笨重的處理結構，從而減少產品的重量和體積，云端計算的方法也能讓這一產品更可靠[1]。

1.2 國內盲人智能拐杖市場現狀

目前，國內在智能拐杖方面取得的實質性成果還較少，市場上的盲用拐杖依舊停留在傳統的盲杖功能上。實際上，國內在智能拐杖方面也有不少的創新，但由于技術不成熟、成本難以控制等，在產品的市場化過程中出現了一些問題，導致國內市場并未出現成熟的智能拐杖產品[2]。

市面上可供選擇的盲人拐杖非常少。通過實地調研發現，使用傳統盲杖的盲人占盲人群體的大部分，有三分之一的盲人甚至不使用盲杖，因為他們幾乎不出門，或只在有家人陪同的情況下出門。很大原因在于大部分盲人直接使用的是政府、殘聯或街道資助的傳統盲杖，會自己挑選購買盲杖的盲人只占小部分。

我國盲杖一般在醫療器材店銷售，藥店里很少會有盲杖，一般的大型商場更是難以找到，由此購買渠道少。同時盲杖相關產品選擇少，市面上的盲杖產品基本上大同小異，只是在材質便攜性上有所不同。智能電子類的盲杖在各類電商渠道的售賣價大概在1000元左右，這個價格對于盲人群體而言過于昂貴，因此電商渠道的智能盲杖銷量都很低。

目前市面上的普通盲杖對于盲人而言有一定輔助出門的作用，但相關作用還是太少。傳統盲杖的功能過于單一，只具有通過擺動輔助使用者探查前面道路障礙物的功能，而這樣單一有限的功能其實并不能滿足盲人在現實出行中的需求。例如，使用傳統盲杖，盲人可以避開盲杖可觸碰范圍的障礙物，但對于身體上半部分的障礙物卻無法躲避，很多盲人撞傷頭部就是因為這一點。但其傳統的普通盲杖具有成本較低的優點，在經濟上更能夠令盲人接受。

雖然智能拐杖產品研發較少，但目前市場上的拐杖產品許多都具備伸長和縮短的功能，增加了便攜性。例如一款鋁合金材質的導盲杖，盲人通過傳統的敲擊擺動等方法，就可以探知周邊環境情況，而盲杖的反光膜被汽車燈光照射可以反射關系，能夠提醒汽車避讓盲人。

值得注意的是，當前許多智能盲杖產品價格偏高，但其品質其實也還不夠好，操作按鍵部分使用工程ABS的材質，其質感較差、體驗一般。此外，我國目前有關盲杖各個方面的標準缺乏統一的規范。

2 國外盲人智能拐杖產品市場現狀

2.1 國外智能拐杖產品調研

通過對國外盲人智能拐杖市場進行調研，選取以下兩個具有代表性的產品進行解析。

智能拐杖UltraCane是2010年后獲得廣泛關注的盲用智能拐杖產品。UltraCane是最早使用“窄波束技術”的電子移動輔助設備，使盲人不僅可以安全地避開障礙物，并且能夠探測盲人的前進道路及周圍環境，從而有效地保護盲人的頭部及胸部。

UltraCane通過從兩個傳感器中發出的超聲波來檢測2～4 m內的街道設施和其他障礙物，同時包括胸部及頭部高度前方1.5 m以內的范圍，然后再通過手柄上的兩個振動按鈕向用戶提供觸覺反饋。盲人可以將拇指放在按鈕上，兩個按鈕指示障礙物的方向，振動的頻率告知盲人障礙物的距離情況。這種類型的反饋能夠刺激盲人大腦中的空間“思維導圖”，使盲人能夠獲取周圍環境和布局的相關信息，避開障礙物安全行走[3]。

WeWalk智能拐杖作為近年來盲人智能拐杖市場的大熱產品被大量報道，其官網上的售價為599美元（折合人民幣約為3872元），它的主要功能有辨識提示道路前方障礙物、識別道路交通信號以及藍牙操作手機等。

障礙物檢測功能指的是WeWalk在傳統手杖敲擊得到地面反饋的基礎上增加了超聲波傳感器檢測地面障礙物的功能。WeWalk智能拐杖還可以檢測到胸部上方的障礙物，如果前方有障礙物，就會通過不同方向的震動提醒盲人注意左右方向。盲人可以通過藍牙將WeWalk智能拐杖與手機智能進行互聯，通過WeWalk的觸摸板模擬手機屏幕進行遙控操作，可以讓手機被放在口袋里的同時使用手機的所有功能，如電話功能。

WeWalk的導航選項可以幫助盲人探索全新體驗，既可以讓盲人了解周圍的熱門場所，如餐館、咖啡館、商店、公交站等，也能夠接收命令進行導航引路。

WeWalk的設計在符號人機工程學的基礎上應用了模塊化設計的理念，功能部件可組合拆分。

2.2 盲人智能拐杖國外市場現狀

從20世紀開始，國外就一直在嘗試對白手杖進行重新設計，且已有超過100項可以檢測障礙物并具有相關電子功能的智能拐杖被發明出來。因此，國外在智能拐杖領域已經有了初步的進展，在盲用智能拐杖的產品研發方面也屢有突破。目前，國外的部分國家已推出很多具有創新性和新功能的產品。

一方面，設計這些智能手杖的工程師難以完全掌握盲人的行為特征和具體需求，因此，他們最終制造出的智能拐杖往往使用起來較為復雜，會干擾智能拐杖最重要的核心功能。

另一方面，我們也必須認識到，這些新興的盲人智能拐杖產品還有很多局限，比如感應范圍較小、精準度不夠、把手處體積較大重量較重、耗電量快等等。同時，一些智能拐杖的價格也超出了盲人群體可以接受的范圍，例如官方售價為599美元的WeWalk智能拐杖，折合人民幣將近4000元，對許多盲人來說較為較高。

3 盲人智能拐杖產品具體需求

盲人由感官器官形成的感知系統與健全人相比較為特殊，其產品的適宜尺度是盲人用戶對智能拐杖產品最為關心的要點。以觸摸的尺寸為例，盲人主要通過觸摸判斷感知信息，因此是否處于觸摸范圍對于盲人的感知程度非常重要。因此，智能拐杖設計中，所有需要觸摸的部件都需要處于這一適宜的范圍，否則便會導致盲人觸碰困難[4]。

行走環境對于盲人使用智能拐杖產品的影響也較大，智能拐杖產品需要在不同場景下滿足用戶的生理心理需求[5]。在盲人極為熟悉的環境里，如盲人的家中，盲人無須輔助即可完成行走等活動，這是由于他對自身所處的環境已經有大致感知或記憶，盲人的心態上也更為放心和從容。而一旦在全新的沒有感知過的環境中，盲人在對周邊環境除了產生迷茫的感受之外，還會有心理上的害怕緊張等，這樣的情況下就需要盲用智能拐杖的輔助[6]。

當盲人使用導盲拐杖時，會以不斷敲擊掃動的方式探查前方的路面狀況。據相關研究顯示，90 cm是一個最合適的探查幅度。在道路上行走時，盲人會首先選擇靠邊行走，這樣能保證盲人自身的安全，同時不阻礙他人的行走，還可以用拐杖以敲擊的觸感掌握前方是否有障礙物以及前方路面是否適合行走等情況。

4 盲人智能拐杖功能性趨勢

盲人智能拐杖功能點可分為核心功能、附加功能、其他功能三部分。

核心功能是盲人出行時最重要最核心的功能。第一，精準識別。要識別周邊環境可能存在的危險、阻礙等，幫助盲人讀取交通信號等無法看到的信息，以便在沒有視覺觀察的情況下掌握周圍環境的信息。第二，導航避障。通過清晰明確的指引，引導盲人適當地行走或停止，到達盲人指定的目的地。第三，照明提示功能，利用燈光提示路上的其他人，幫助盲人避開行人和車輛等。

與基礎功能相比，附加功能對盲人智能拐杖的作用并沒有那么大，但也是盲人拐杖必不可少的功能。比如，個性化設置常用的路線、行為習慣、常去的地點等;掃描后把需要視力得知的信息變成聽覺上可以接受的提示，幫助盲人熟悉周邊的情況，如超市的商品信息、車站的站牌顯示等;一鍵呼叫、報警，方便盲人在突發意外情況下的求救，預設盲人的信息、家人電話等，方便在第一時間提供救助。

其他功能，如收音機、MP3音樂功能等幫助盲人娛樂，但需要考慮耗電和操作是否便捷，否則其他功能就可能成為累贅。

5 盲人智能拐杖技術性趨勢

盲人智能拐杖的核心功能點基于機器視覺、深度攝像頭、感測器、GPS、射頻識別、超聲波測距、激光雷達等技術的集成，智能拐杖具有精準識別的功能，在這些技術支持下，檢測環境障礙并不難實現。所以智能拐杖可以集合目的地導航、障礙物規避等功能。

人們可以將更多先進的技術融入盲人智能拐杖，例如運用在自動泊車領域的窄波束合成技術。如果將這一技術充分利用到超聲波雷達上，可以實現范圍更遠、精度更高、速度更快的探測。

除此之外，將5G、AI處理器、云計算相結合，可以將視覺圖像轉化為語音提示，從而利用聽覺代替視覺使盲人獲得信息。這一功能需要先掃描后利用人工智能識別攝像頭指向的視覺信息，這就需要借助高效的5G實現大量數據的快速上傳和處理。而AI通過深度學習可以提供更人性化的功能，即個性化設置[7]。

值得期待的是，未來的邊緣計算技術可以幫助智能拐杖實現實時交互與判斷。例如識別到交通信號燈改變，就能自動判斷出“開始前進”或“停止通行”。邊緣計算技術能夠將龐大的數據流量在終端進行過濾分析，減少傳輸路徑和電量消耗，使數據的實時性得以保證。邊緣計算通過無數節點實現實時指示，對智能拐杖而言簡直是如虎添翼般的存在，但這還得等待盲用設計創新生態的搭建、基礎設施的完善[8]。

6 結語

相較于功能單一的原始拐棍類拐杖，盲人智能拐杖是應用智能技術輔助盲人安全便捷出行的重要工具。現階段，國內智能拐杖市場仍處于初步發展的狀態，對于國外創新性智能拐杖產品的研究和盲人適宜尺度的探索都將推動國內智能拐杖市場的發展。新的技術發展、新的功能設計考量能夠為未來盲人智能拐杖的發展指引方向。

參考文獻：

[1] 吳智慧.基于宜居生活的智能家具與智能家居[J].輕工標準與質梁量，2019（05）：21-22.

[2] 邊鋆，于娜，邱子宸.智能化醫用家具設計探究[J].藝術科技，2019，32（05）：21-22.

[3] 陳祖建，關惠元.基于感性工學的家具設計方案評價[J].工程圖學學報，2009（4）：150-155.

[4] 吳雙雙，關惠元，申黎明.人體工程學在醫用等待椅中的應用[J].技術與創新管理，2019（1）：48-52.

[5] 王慧，苗艷鳳.產品設計中的情感化設計趨勢研究[J].美術教育研究，2020（14）：112-113.

[6] 楊子倩.產品的情感化設計研究[J].人類功效學，2011，17（2）：69-72.

[7] 李若輝，關惠元.智能化背景下基于開放式創新的企業商業模式演化[J].企業經濟，2018，37（06）：25-31.

[8] 周橙旻，吳智慧，羅欣，等.康養家具行業發展現狀與趨勢[J].家具，2020，41（02）：1-6.

作者簡介：劉北北（1998—），女，江蘇宿遷人，本科在讀，研究方向：產品設計。

楊子倩（1984—），女，江蘇揚州人，碩士，講師，研究方向：家具設計與理論。