以舌头看世界!感官替代科技帮盲人认路

发布时间:2020-06-17

以舌头看世界!感官替代科技帮盲人认路

在所有感官里,失去视力恐怕是让人最慌张而没安全感的,这意味着你看不见世界的美好与险恶,生活自理上更是会带来困扰。以往盲人是藉由手指触摸来感受物体,出入行走则是靠手杖或导盲犬协助,而现在有一项新的科技发明,却是藉由舌头来帮忙盲人看东西,甚至认路。

美国食品与药品管理局(Food and Drug Administration)近日核可一项医疗器材在本土贩售,这是由来自威斯康辛州(Wisconsin)Wicab inc 公司所发明的高科技仪器,称为大脑端口装置(BrainPort® V100)。

BrainPort 这个设备很酷炫,它包含一副太阳眼镜、一个手机大小的控制器以及电子棒棒糖,当使用时,盲人只要戴上眼镜,将棒棒糖塞进嘴里,就能辨识物品形状,或者标誌上的字母,来认明身边环境。

它的设计是藉由眼镜内建的微型摄影机抓取影像,并通过缆线传输到手持控制器中,控制器会将图像转换成低像素的黑、白和灰色影像,区别的方式分别为白色区域产生强烈的电脉冲;灰色区域为弱脉冲,黑色区域则未产生任何脉冲。在装置末端有个特殊的电子棒棒糖,它和邮票差不多大小却拥有 400 个小电击板,使用时,必须将它含着紧贴舌头,当电脉冲输入时会依强弱产生震动,配戴者感觉像香槟味,或者像吃跳跳糖一般,而舌头会将这个刺激信号传到大脑,并在脑部的「视觉区域」还原成画面,进而让盲人可以感受到环境的情况。

此外,BrainPort 还进一步扩充功能,它让配戴者能自行调整摄影机的光学调焦,因此就能看到远处或近处的物体;此外,控制器还能调整画面的对比度或电脉冲的强弱。

大脑会建立新的神经路径

除了装置就定位,配戴者还必须接受约 25 小时的讯号翻译训练,才能分辨周遭物品的大小、形状和位置。根据美国视力保健和研究组织──灯塔国际(Lighthouse International)的一项计画,他们招募盲人志愿者试用 BrainPort,发现只需经过一天的训练,受试者就可以看见身边的物体、他人的动作,甚至是路边标誌,从此他们的生活品质大为改善,生活中可以轻易找到门、电梯按钮,吃饭的餐具,甚至阅读信件。

BrainPort 装置运作成功的原因,其实和人体生理机制──大脑可塑型(Brain plasticity)有莫大的关係。一般认为,我们之所以能够看清楚东西,是因为眼睛接受环境的影像刺激,之后数百万的视觉神经将光学讯号送至视网膜,再经视网膜转变成神经脉冲传至大脑,大脑将这种刺激转换成视觉,因此我们才有看见的感觉。但如果今天这种刺激并不是来自于眼睛,而是舌头呢,大脑该怎幺去解读?

人体的奥秘就在于大脑会持续地更新,比如当你学习新的舞蹈或者解决数学问题,脑部会因为这个经验而建立新的神经路径,因次下一次遇到同个状况时,就能快速地重现行为,甚至改写或複写这段记忆,这种脑内的运作模式就称为大脑可塑型。所以当一个人失去知觉,无论是先天或后天性,大脑可塑形特质就更加地被激化,它会建立新的神经路径来代偿残缺,因此会发现在失明的人身上,听觉会比较敏锐,失聪的人则对震动感受特别放大。

BrainPort 装置就是利用大脑学习的特性来教导舌头看世界,这种科学创新,称为感官替代科技(Sensory Substitution Technology),意即使用非侵入性科技来创造另一个路径,将刺激收集传入大脑供解读以取代原先缺失的感官,其他发明如将音频转换成视觉刺激供盲人解码的 vOICe;或者一种能将说话者的声音转为震动,供失聪者去解读语意的穿戴式装置 VEST。

以舌头看世界!感官替代科技帮盲人认路以舌头看世界!感官替代科技帮盲人认路 图为将说话者的声音转为震动,供失聪者解读语意的穿戴式装置 VEST。

然而 BrainPort 的发展可算是感官科技的先驱,早在 1998 年,研究大脑可塑型的神经学专家 Dr. Paul Bach-y-Rita 就已提出感官替代科技并成立公司。一开始产品设计锁定因中风或内耳疾病以致慢性平衡感障碍的患者,藉由棒棒糖舌板电极提醒他们姿势的倾斜或者平衡,但这项临床试验最终失败,Wicab 公司几乎濒临破产,直到他们将产品目标转为盲人族群,且致力于将装置轻巧简便化,终于在 2010 年获得两笔重要投资,分别是 Google 公司 250 万美元,以及美国国防部 320 万美元的投资,这项医疗发明才起死回生,并且在 2013 年于欧洲贩售。

令人瞩目的是 BrainPort 装置不便宜,欧洲售价约六千英镑,美国则约一万美元,但是它对盲人的生活品质可说是影响巨大,根据 BBC 的报导,一名 13 岁即失明的美国冒险家艾立克(Erik Weihenmayer)在 BrainPort 协助导航下,顺利地攀岩攻顶,甚至于平日他能戴上装置在家和女儿踢足球或者猜拳。

而今,新产品通过 FDA 即将在美国本土贩售,美国国防部也预计用在军事用途,以及协助因战争导致失明的军人重返生活,相信这样的医疗科技产品对于全世界数以百万盲人而言,会是个令人振奋的新选择。

上一篇: 下一篇:

相关搜索