Zaloguj
Niniejszy artykuł to pobieżny przegląd obecnie dostępnych technologii asystujących i wspierających dla osób z niepełnosprawnością oraz spojrzenie na przyszłość tego segmentu rynku. Spora część tego artykułu poświęcona będzie narządowi wzroku, z kilku względów.
Według szacunków naukowców wzrok dostarcza 70...80% wszystkich informacji zmysłowych człowieka, co czyni go najważniejszym zmysłem człowieka. Jego utrata, szczególnie nagła, jest doświadczeniem często traumatycznym. Po drugie, problemy ze wzrokiem dominują wśród niepełnosprawności. Według danych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), co najmniej 2,2 miliarda ludzi na świecie ma zaburzenia widzenia lub ślepotę. W Polsce żyje około 1,75 miliona osób z niepełnosprawnością narządu wzroku. Po trzecie, niepełnosprawność wzroku jest tym problemem, który Autor zna z doświadczenia, a co za tym idzie, posiada najwięcej wiedzy właśnie ten temat.
Wszystkie fotografie pochodzą z materiałów reklamowych producentów, chyba że zaznaczono inaczej.
Mobilność dla niedowidzących i niewidomych
Biała laska jest de facto symbolem osób niewidomych, ale nie tylko one z niej korzystają. Również osoby słabowidzące posługują się tym narzędziem, szczególnie gdy warunki nie sprzyjają percepcji, lub gdy wada wzroku istotnie ogranicza percepcję potencjalnych przeszkód. Biała laska nie jest wynalazkiem nowym – ludzie używali kijów różnej długości jako probierzy terenu już w czasach antycznych. Jednakże pierwszym prawdziwym użytkownikiem białej laski został James Biggs, angielski fotograf, który w 1921 roku stracił wzrok w wyniku wypadku. To on jako pierwszy pomalował zwykłą laskę na biało, by być lepiej widocznym dla użytkowników dróg. Od tamtej pory biała laska zmieniła się w niewielkim stopniu. Podstawowa konstrukcja wykonana jest z aluminium lub grafitu (czasem też włókna szklanego) i składa się z kilku segmentów – przebiegająca przez wnętrze elastyczna linka trzyma segmenty razem i pozwala na składanie laski. Obecnie laski te występują w innych kolorach niż biały, zwykle z pierwszym segmentem w kolorze czerwonym (często odblaskowym). Końcówka laski, czyli część dotykająca gruntu, występuje w kilku wariantach, zależnie od preferencji użytkownika. Dwa podstawowe typy to zwykły, zaokrąglony walec oraz podobny walec z łożyskami wewnątrz, pozwalający na swobodne toczenie się po gruncie. Te i inne końcówki pokazuje fotografia 1.
Od lat trwają prace nad „ulepszeniem” białej laski za pomocą elektroniki, większość z nich stanowi jednak rozwiązania mało przydatne i/lub wymagające zaawansowanego treningu, oferując przy tym niewielkie korzyści. Opracowano więc opaski czołowe, pasy i kamizelki wyposażone w dalmierze ultradźwiękowe, podczerwone lub LIDAR-y, które mają dostarczyć większej informacji o najbliższym otoczeniu i ostrzegać dźwiękiem lub wibracjami przed przeszkodami znajdującymi się poza zasięgiem samej laski. Większość z nich jednak w praktyce nie sprawdza się wcale, dając za dużo (a przy tym często sprzecznych) komunikatów. Spora część tych rozwiązań ma formę niedopracowanych prototypów, przez co nie wyglądają też estetycznie. Projekty te zwykle zostają porzucone zaraz po konkursie, na który zostały opracowane. Wyjątkiem jest jeden dopracowany produkt, WeWALK Smart Cane 2, czyli biała laska z asystentem głosowym opartym na GPT oraz funkcją detekcją przeszkód na wysokości głowy użytkownika. Laska do działania wymaga smartfona ze stałym dostępem do Internetu i większość jej możliwości wynika tylko i wyłącznie z oprogramowania, z którym współpracuje, szczególnie zaś z systemu SI opartego na dużym modelu językowym (LLM). Smart Cane 2 poza asystentem głosowym oferuje też wsparcie nawigacyjne: nawigację krok po kroku do konkretnego celu oraz informację o mijanych miejscach (sklepy, restauracje, budynki użyteczności publicznej, etc.), system ostrzegawczy zaś zapewnia informację zwrotną za pomocą dźwięku i sygnalizacji haptycznej. Urządzenie prezentuje fotografia 2, pochodząca ze strony producenta.
Czytelnika może też zaciekawić recenzja/demonstracja tej laski z kanału YouTube o nazwie The Blind Life: https://youtu.be/cIVoECPglSo.
Innym „narzędziem” nawigacji i orientacji w terenie jest pies-przewodnik. Wbrew powszechnemu mniemaniu zadaniem psa wytresowanego do roli przewodnika nie jest prowadzenie osoby niewidomej lub słabowidzącej, lecz omijanie przeszkód i unikanie potencjalnych wypadków. Co ważne, nawet najlepiej wyszkolony pies popełnia czasami błędy i choć ułatwia poruszanie się w przestrzeni publicznej, to nie stanowi stuprocentowej gwarancji bezpieczeństwa. Warto też wspomnieć, że nie każdy pies nadaje się na przewodnika, a do tego tylko połowa wyselekcjonowanych psów z powodzeniem kończy szkolenie. Dlatego też dostęp do psa-przewodnika w Polsce jest ograniczony, a samo szkolenie do tanich nie należy. Jak łatwo się domyślić, technologia nie jest w stanie zastąpić naturalnej inteligencji i percepcji wyszkolonego zwierzęcia, choć takie próby są podejmowane. Czy roboty w rodzaju Spota firmy Boston Dynamics (fotorafia 3) mają szansę zastąpić żywego psa?
Z pewnością mają dostateczną percepcję zmysłową i zdolności nawigacyjne. Problemem jednak jest stworzenie odpowiedniego oprogramowania oraz koszt samego robota. Spot w wersji podstawowej, bez czujników, specjalizowanego oprogramowania i innych elementów, kosztuje 75 tysięcy dolarów. Drugim problemem, który zaobserwował student Queensland University of Technology, pracujący nad zastosowaniem robota w roli przewodnika, jest zbyt duża sztywność „grzbietu” – Spot porusza się sprawnie w jednym kierunku, ale skręcanie jest dla niego trudne. Chińska firma Unitree też oferuje roboty-psy w znacząco niższej cenie: model Go1 kosztuje od 2700 dolarów, Go2 zaś zaś od 1600 dolarów. Co ciekawe, Go1 też był używany jako pies-przewodnik. Przyszłość zapowiada się zatem ciekawie. Go2 Air jest dostępny w Polsce już od około 13 700 złotych, czyli za dwa razy więcej, niż wynosi cena producenta.
Percepcja otoczenia to niejedyny aspekt nawigacji dla osoby niedowidzącej czy niewidomej. Ważne jest też, by znać swoją bieżącą lokalizację oraz lokalizację celu. W przeszłości poruszając się z pomocą laski i psa-przewodnika, trzeba było zachować w pamięci mentalną mapę otoczenia. O ile każdy człowiek tworzy taki obraz w swojej głowie dla dobrze mu znanej lokalizacji, jak własne mieszkanie/dom, to tworzenie takiej mapy dla nawet niedużego wycinka przestrzeni publicznej stanowi już wyzwanie. Istnieją jednak dwa narzędzia, które obecnie mocno ułatwiają taką nawigację i oba dostępne są dla każdego. Pierwszy to nawigacja satelitarna. Już 25 lat temu eksperymentowano z urządzeniami GPS, które zamiast tradycyjnego wyświetlacza miały małą matrycę brajlowską, na której wyświetlana była konturowa mapa, którą posługiwać się mogła osoba niewidoma. Obecnie jednak stosuje się nawigację głosową opartą zarówno o gotowe rozwiązania w rodzaju Google Maps, jak i własne koncepcje, jak choćby ViaOpta Nav. Dokładność takiej nawigacji zależy od warunków oraz systemu satelitarnego, który jest używany i może wynosić od jednego metra do kilkunastu metrów. Warto nadmienić, że da się zastosować różne triki, by zwiększyć dokładność nawigacji, zwłaszcza w mniej korzystnych warunkach. Nawigacja taka jednak nie za bardzo sprawdza się wewnątrz budynków i na razie nie ma jednego, uniwersalnego rozwiązania tego problemu, choć opracowano cały szereg różnych rozwiązań, głównie z myślą o robotach mobilnych. Dostępne układy IMU oraz możliwości łączności bezprzewodowej pozwalają na stworzenie hybrydowego systemu nawigacji budynkowej, w którym poszczególne pomieszczenia i piętra mają własne nadajniki radiowe, przekazujące informację o lokalizacji, zaś urządzenie odbiorcze wspiera nawigację, używając inercyjnego pomiaru prędkości i położenia.
Drugim aspektem nawigacji jest zdolność do identyfikacji lokalizacji i elementów otoczenia. Dla osoby niedowidzącej od lat dostępne są narzędzia optyczne, jak monookulary pozwalające czytać napisy na budynkach, znaki i światła drogowe, numery autobusów czy tablice informacyjne na i wewnątrz autobusów, autokarów i pociągów. Jednak gdy wada wzroku staje się zbyt głęboka, pomoc optyczna przestaje wystarczać. Pewnym rozwiązaniem pośrednim przez ostatnie 15...20 lat były aparaty wbudowane w smartfony – szczególnie w ostatniej dekadzie, gdy producenci starali się upychać matryce o coraz większej rozdzielczości. Aparat taki pozwala na zrobienie zdjęcia i znaczne powiększenie obrazu, co ułatwia odczytanie znaków, tablic czy choćby cen w sklepie. Jednak obecnie lepszym wyborem są aplikacje w rodzaju Google Lens czy Microsoft Seeing AI, które dysponują funkcją OCR (optycznego rozpoznawania tekstu). Szczególnie ta druga aplikacja, dedykowana osobom niedowidzącym i niewidomym, jest użyteczna. Poza możliwością szybkiego odczytania krótkich tekstów, jak tabliczki i etykiety, umożliwia też czytanie całej strony, przy czym program podpowiada, jak ustawić telefon względem kartki, by zeskanować cały tekst. Kolejną funkcją jest skanowanie otoczenia i identyfikowanie obiektów, co jest realizowane za pomocą dedykowanego modelu AI Microsoftu. Aplikacja ma też skaner kodów kreskowych produktów, skaner pieniędzy, miernik jasności i identyfikator kolorów. Ciekawą funkcją jest też mechanizm opisujący płeć i wiek osoby, na którą skierujemy obiektyw. Zaletą Seeing AI jest fakt, że aplikacja pozostaje kompletnie darmowa. Alternatywę stanowią dwie inne aplikacje: BeMyEyes i Aira. Programy te różnią się od Seeing AI tym, że nie używają one sztucznej inteligencji. Zamiast tego obraz ze smartfona przekazywany jest do wolontariusza, który komunikuje się z użytkownikiem i pomaga mu w identyfikacji i nawigacji. W przypadku Aira dodatkowo osoba udzielająca pomocy przechodzi szkolenie, dzięki czemu jest bardziej pomocna niż zwykły wolontariusz. BeMyEyes wspiera wiele różnych języków, ale Aira jest dostępna tylko dla użytkowników anglojęzycznych.
Używanie smartfona przez cały czas może być niewygodne, a nawet wręcz niebezpieczne, dlatego istnieją alternatywy. Okulary Envision Glasses (fotografia 4) pozwalają na korzystanie z tych samych funkcji, co Seeing AI, plus dodają kilka kolejnych udogodnień.
Dla przykładu: funkcja „Find Object” pozwala wybrać jeden obiekt z dość bogatej listy, okulary skanują otoczenie wizualnie w poszukiwaniu tego obiektu i po jego zlokalizowaniu podają kierunek, w którym się on znajduje. Pozwala to na przykład zlokalizować ławki, krzesła, drzwi, światła drogowe i wiele innych obiektów. Okulary pozwalają też na nawiązanie połączenia video z drugą osobą i przesyłanie obrazu na żywo celem uzyskania pomocy. Współpracują również z usługą Aira, choć ta jest dostępna tylko po angielsku. Od niedawna dostępna jest także darmowa aplikacja Envision AI, która udostępnia wszystkie funkcje okularów w smartfonie. Podobnie jak w przypadku innych aplikacji, dostępne są wersje zarówno na system iOS, jak i Android. W ostatnich miesiącach jednak dużą popularność zyskały inne okulary: Meta Ray-Ban Smart Glasses (fotografia 5).
Te okulary są produkowane przez firmę Ray-Ban we współpracy z koncernem Meta, do którego należy m.in. Facebook. Okulary używają systemu sztucznej inteligencji Meta AI i choć nie są zaprojektowane specyficznie dla osób niedowidzących i niewidomych, to oferują wiele przydatnych im funkcji, a do tego są relatywnie tanie. Envision Glasses kosztują u polskiego dystrybutora sprzętu dla niepełnosprawnych około 9200 zł, podczas gdy Meta Ray-Ban Smart Glasses można nabyć za cenę między 1300 zł a 1800 zł, zależnie od wybranych szkieł.
Elektronika użytkowa (i nie tylko) dla niedowidzących i niewidomych
Dla osób niedowidzących i niewidomych powstał szeroki wybór przedmiotów codziennego użytku wyposażonych w układy i rozwiązania zwiększające dostępność. Przykładem mogą być dostępne od lat 90. zegarki głośnomówiące, oparte zwykle o prosty przetwornik cyfrowo-analogowy oraz bibliotekę zapisanych w pamięci ROM próbek dźwiękowych. Już w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku dostępne były dedykowane układy syntezy mowy, które generowały fonemy na żądanie – kontrolujący taki układ mikroprocesor składał z tych fonemów kompletne słowa i zdania na bazie posiadanych definicji. Rozwiązanie takie stosowane było też w komputerach PC jako wczesna forma ułatwienia dostępu dla niewidomych i niedowidzących – systemy w rodzaju DOS czy zapomniany już CP/M, ze względu na swoją tekstową naturę, doskonale współpracowały z takimi prostymi, scalonymi syntezatorami. Czytelnika zdziwi nieco fakt, że tego typu układy są wciąż wytwarzane, choć stanowią produkt niszowy – mikrokontrolery MIPS i ARM przynajmniej od dwóch dekad mają dość mocy obliczeniowej, by móc z powodzeniem wspierać algorytmiczną syntezę mowy, szczególnie za sprawą zaawansowanych funkcji DSP, którymi wiele układów może się poszczycić.
Zatem jakie przedmioty codziennego użytku można udźwiękowić? Standardowymi przykładami są wagi kuchenne i łazienkowe. Można też nabyć mówiące dzbanki, termometry czy taśmy miernicze. Co ciekawe, ostatnie dwa spośród wymienionych... nie są dostępne w Polsce. Istnieją też sprzętowe identyfikatory koloru oraz specjalne skanery etykiet, gdzie rzeczone etykiety użytkownik nakleja na przedmiot lub naszywa na ubranie, a urządzenie przypisuje do niej notatkę głosową. Wśród różnych gadżetów znaleźć też można czujniki poziomu cieczy, które przypina się do krawędzi naczynia. Sygnalizują one dźwiękiem, gdy poziom cieczy zbliża się do czujnika. Alternatywnie można postawić naczynie na wadze głośnomówiącej i napełniać je do uzyskania pożądanej ilości cieczy, przyjmując przelicznik 1 gram = 1 mililitr. Innym, użytecznym akcesorium, popularnym na Zachodzie, są rękawiczki chroniące przed kuchennym skaleczeniem, z wplecioną w materiał metalową siatką. W Polsce jednak przyjęło się uczyć osoby niewidome i niedowidzące technik krojenia, które chronią przed skaleczeniem.
Na rynku nie ma udźwiękowionego sprzętu AGD, choć technicznie rzecz biorąc, koszt dodania tej funkcjonalności nie byłby zbyt duży. Zamiast tego osoby niedowidzące i niewidome mogą stosować etykiety samoprzylepne. Dostępne są zarówno etykiety o wysokim kontraście, jak i proste etykieciarki brajlowskie dla tych, którzy znają alfabet Braille’a. W praktyce jednak o wiele lepiej sprawdzają się aplikacje w rodzaju Seeing AI czy Envision AI. Co ciekawe, aplikacja ChatGPT i funkcja analizy obrazu i konwersacji z tym dużym modelem językowym świetnie się sprawdza w codziennym życiu osoby niedowidzącej i niewidomej, szczególnie za sprawą wielkości modelu i jego uniwersalnej natury. Niewidomi i niedowidzący mogą użyć tego narzędzia do identyfikacji przedmiotów i ich odnajdywania, sprawdzania stanu roślin doniczkowych czy uzyskania pomocy w obsłudze urządzeń AGD. W segmencie sprzętu medycznego dostępne są udźwiękowione termometry do ciała, ciśnieniomierze i glukometry. Jednak każde urządzenie współpracujące ze smartfonem przez Bluetooth może być „udźwiękowione” za sprawą funkcji ułatwień dostępu wbudowanych w systemy iOS, Android czy Windows.
Osobną grupę urządzeń stanowią przyrządy ułatwiające dostęp do dokumentów, czasopism i książek czarnodrukowych. Wspomniano już o funkcji skanowania dokumentów w programie Seeing AI czy Envision AI. Tę samą funkcję oferuje Meta AI i Envision w swoich okularach, a także ChatGPT. Alternatywą jest użycie powiększalnika. Fotografia 6 pokazuje użycie takiego sprzętu chińskiej produkcji (Eyeyo 5”) do czytania „Poradnika radioamatora”.
Powiększalniki takie pozwalają zmieniać tryb wyświetlania kolorów, standardowo do wyboru są kolory zwykłe, odwrócone, o powiększonym kontraście, tryb czarno-biały oraz szereg trybów koloru jednobitowego: czarne litery na tle białym, żółtym, czerwonym, zielonym, pomarańczowym czy niebieskim, a także czarne tło i litery w ww. kolorach – wg preferencji użytkownika. Wśród niedowidzących popularne są też powiększalniki na podstawie bądź statywie. Przykładowym modelem jest Snow HD 12 OCR firmy Zoomax, wyposażony w kamerę 13 MPx, ekran FullHD i funkcję OCR. Standardowo oferuje też różne filtry kolorów, jak wszystkie inne powiększalniki, a dodatkowo pozwala na podłączenie zewnętrznego źródła sygnału HDMI, zewnętrznego monitora HDMI, a także słuchawek. Cały interfejs jest też udźwiękowiony. Urządzenie może pracować jako powiększalnik przenośny dzięki wbudowanej, składanej podpórce, ale w zestawie jest też duży stojak, dzięki któremu powiększalnik staje się urządzeniem bardziej stacjonarnym i pozwala nie tylko na czytanie książek, dokumentów lub czasopism, ale też na wygodne pisanie i rysowanie. Cena niecałych 6400 zł czyni to urządzenie atrakcyjnym wyborem za sprawą dofinansowania PFRON w ramach programu „Aktywny samorząd”, wynoszącego do 10 tysięcy złotych na zakup sprzętu elektronicznego dla niedowidzących. Innym ciekawym powiększalnikiem jest MagniLink ZIP 13 firmy LVI. Urządzenie to nie ma wprawdzie funkcji OCR i kosztuje już około 11 tysięcy złotych, ale w zamian oferuje dwa tryby pracy: czytanie/pisanie i patrzenie w dal. W tym drugim trybie zmieniana jest orientacja kamery, którą dodatkowo można obrócić w stronę użytkownika. Wspomniany model oferuje nawet specjalny tryb odbicia lustrzanego, dzięki któremu osoba niedowidząca może skorzystać z powiększenia dla łatwiejszego przycinania brody, czesania włosów czy nakładania makijażu. Dopłacając kolejny tysiąc, można nabyć model MagniLink ZIP 17. Różnica między nimi jest taka, że ten ostatni ma ekran o przekątnej 17”, podczas gdy model tańszy oferuje wyświetlacz 13-calowy. Jeszcze innym przykładem jest niedostępny w Polsce przenośny powiększalnik CloverBook Pro, przeznaczony dla uczniów. Ma on dwie kamery: jedną skierowaną w dół, a drugą – na wysięgniku – do patrzenia w dal. Co więcej, urządzenie może przełączać się między tymi kamerami, a także wyświetlać obraz z obu naraz, przy czym obrazy mogą być prezentowane obok siebie albo jeden nad drugim. Urządzenie oferuje również funkcję OCR. Cena to 2999 USD (co w chwili pisania artykułu odpowiada kwocie około 11 500 zł). Fotografia 7 prezentuje wszystkie wymienione urządzenia.
Dla uczniów dostępne są powiększalniki dwuekranowe Exigo, w których jeden ekran pozwala na czytanie książek i sporządzanie notatek, podczas gdy drugi wyświetla przybliżony obraz z tablicy. Powiększalnik ten oraz jego użycie pokazuje fotografia 8.
Cena tego urządzenia to prawie 19 tysięcy złotych, co wydaje się ponurym żartem, biorąc pod uwagę, że technicznie rzecz biorąc coś takiego można stworzyć na bazie typowego tabletu, dodając drugi ekran i modyfikując układ optyczny jednej z wbudowanych kamer. Cała „magia” dzieje się w oprogramowaniu, które w tym przypadku nie oferuje funkcji OCR. Producent chwali się, że Exigo jest jedynym powiększalnikiem dwuekranowym, co jest oczywiście nieprawdą. CloverBook Pro XL ma te same funkcje co jego starszy, 12-calowy brat, ale ma ekran 16”. Można też dokupić drugi ekran, CloverView XL rozszerzający funkcjonalność. Główny ekran jest odchylany dla lepszej widoczności, zaś drugi – doczepiany do ramy. Każdy monitor może wyświetlać inny obraz, ale można też je połączyć, by uzyskać jeden większy obraz. Urządzenie pokazano na fotografii 9, a jego prezentację/recenzję można obejrzeć powyżej.
Wspomniano wcześniej o zastosowaniu etykiet i ich skanera do oznaczania przedmiotów czy ubrań. Urządzenia te bazują na etykietach RFID. Obecnie można też wykorzystać programowalne etykiety NFC, komunikujące się z większością współczesnych smartfonów. Wcześniej jednak istniało rozwiązanie dużo prostsze technicznie: etykiety brajlowskie lub o podwyższonym kontraście. Na rynku można nabyć drukarki mechaniczne i elektroniczne, które drukują napisy na dedykowanych taśmach. Nieco droższe są mechaniczne drukarki brajlowskie. Te ostatnie urządzenia w ostatnich latach staniały, gdyż jeszcze 20...30 lat temu były mało znane i zwykle niedostępne. Etykiety takie sprawdzają się szczególnie na sprzęcie AGD i RTV, choć z czasem ludzie uczą się na pamięć interfejsów najróżniejszych urządzeń.
Smartfon, komputer, komunikacja i Internet dla osób niepełnosprawnych
Ostatnie 25...30 lat przyniosło ogromne zmiany, jeśli idzie o dostępność komputerów czy smartfonów dla osób niedowidzących i niewidomych. We wczesnych latach 90. ub. wieku opracowano polski syntezator mowy Syntalk, który działał na komputerach z systemem DOS. Równocześnie już Windows 3.xx oferował ustawienia wyglądu typu „wysoki kontrast” czy powiększone czcionki. Na późniejsze systemy Windows dostępne były dedykowane programy „czytające ekran”. W Polsce popularnym wyborem był program Window-Eyes. W zestawie, poza samą aplikacją, znajdowały się kasety magnetofonowe z wersją audio podręcznika użytkownika oraz sprzętowy klucz zabezpieczający, w późniejszych zastąpiony kluczem USB. Program odczytywał na głos nazwę i zawartość każdego okna systemowego oraz większości aplikacji, w tym przeglądarki internetowej. Pozwalał też na używanie pakietu biurowego, szczególnie programu do tworzenia dokumentów tekstowych i arkuszy kalkulacyjnych. Cena tej aplikacji w Polsce „przypadkiem” odpowiadała maksymalnej kwocie, do której obowiązywała refundacja na oprogramowanie specjalistyczne w ramach programu PFRON „Komputer dla Homera”, który wspierał zakup sprzętu i oprogramowania komputerowego dla osób niedowidzących i niewidomych.
Warto zaznaczyć, że programy czytające ekran nie zawsze posiadały własne głosy. Dlatego czasem należało zakupić je oddzielnie. W Polsce popularne były głosy Expressivo/Ivona, z których korzystały nie tylko osoby niepełnosprawne. Popularny niegdyś program AllPlayer używał SAPI (standardowe API dla syntezy mowy), by czytać na głos polskie napisy do zagranicznych filmów, często niegdyś pobieranych z nielegalnych źródeł. Innym narzędziem dla niedowidzących była aplikacja powiększająca fragment ekranu, czyli systemowa lupa.
Powiększała ona obszar wokół wskaźnika myszki, przy czym mogło to być zrealizowane w formie pływającej ramki wokół wskaźnika lub jako rozciągnięcie tego obszaru na całą powierzchnię ekranu – wtedy ruch wskaźnika przemieszczał aktywnie powiększany obszar.
Obecnie wciąż dostępne są płatne „czytniki ekranu”, ale większość systemów operacyjnych (Windows, macOS X, część dystrybucji Linuxa, iOS oraz Android) ma wbudowane własne rozwiązania ułatwień dostępu: wspomniany czytnik, gotowe głosy, lupę systemową czy specjalne tryby wyświetlania. Pisząc te słowa, Autor korzysta z trybu odwróconych kolorów, by mieć białe litery na czarnym tle. Fotografia 10 pokazuje przykład zastosowania tych narzędzi w systemie Windows 11.
Poza samym odwracaniem kolorów są dostępne tryby wyświetlania dla różnych form daltonizmu. Inne dostępne funkcje to zmiana wielkości czcionek systemowych czy kolorowe znaczniki ułatwiające lokalizację wskaźnika myszki w trybie kursora. Nie tylko system oferuje funkcje ułatwień dostępu – coraz więcej aplikacji, w szczególności gier, ma własne funkcje „uszyte na miarę”, a do innych dostępne są mody (tworzone przez fanów modyfikacje gier) pozwalające niewidomym i niedowidzącym na korzystanie z nich. Standardem w wielu grach jest funkcja skalowania interfejsu, choć nie zawsze działa ona jak należy i wymaga ręcznego edytowania plików gry. Takim przykładem jest gra Sid Meier’s Civilization VI, która ma ograniczone skalowanie interfejsu powiązane z rozdzielczością ekranu. By wykroczyć poza parametry ustalone przez programistów, należy ręcznie edytować stosowną linijkę w pliku ustawień. Z kolei gry Planet Zoo i Planet Coaster pozwalają na dość swobodną zmianę skali interfejsu, lecz w tym wypadku zbyt duża skala powoduje, że jego elementy znikają za dolną i prawą krawędzią ekranu. Pewną formą ułatwienia dostępu przez szereg lat były kody do gier, używane w trakcie produkcji, ukryte polecenia i funkcje pozwalające betatesterom sprawdzić różne aspekty gry bez konieczności mozolnego jej przechodzenia. Takim kodem ułatwiającym życie niedowidzącego gracza w strzelankach był „God Mode”, czyli nieśmiertelność dla postaci gracza. Ponieważ coraz więcej gier powstaje najpierw na konsole, a potem jest konwertowana do wersji na PC, kody powoli z nich zniknęły, i zamiast ich należy używać trainerów – programów modyfikujących wartości zmiennych w obszarze pamięci używanym przez grę.
Dla osób, które nie lubią systemowego czytnika ekranu, dostępny jest darmowy i otwarty program NVDA, który na bieżąco jest rozwijany. Oferuje on zarówno głosy systemowe, jak i te dodane samodzielnie. Odnośnie do głosów warto dodać, że obecnie – dzięki uczeniu maszynowemu i sieciom neuronowym – można stworzyć syntetyczne brzmienie będące kopią głosu dowolnej osoby, a wystarczy do tego kilkusekundowa próbka. Czytelnik mógł spotkać się z tym przy okazji „deep fake’ów”, czyli generowanych przez oszustów z użyciem AI nagrań, podszywających się pod prawdziwe osoby. Stosowane są one nie tylko w celach politycznych czy do wywoływania skandali, ale także do wyłudzania pieniędzy przez podszywanie się pod bliską osobę lub partnera biznesowego. Technologia ta oraz pokrewne metody generowania syntetycznych głosów za pomocą uczenia maszynowego dostarczają bardziej naturalne brzmienie sztucznej mowy, a jednym z zastosowań jest tworzenie ścieżki wokalnej tam, gdzie brakuje adekwatnego wykonawcy albo wykonawca... nie umie śpiewać. Dla osób niewidomych (i nie tylko) oraz dla twórców gier taka synteza wspierana przez AI pozwoli na łatwą produkcję audiobooków lub nadanie głosów wszystkim postaciom w grze, bez konieczności zatrudniania dziesiątek czy setek lektorów. Oznacza to też audiobooki, w których każda postać oraz narrator mają własne głosy.
Osoby niewidome i niedowidzące mają jeszcze jedno narzędzie, a dokładniej rozwiązanie sprzętowe współpracujące z komputerem. Jest nim linijka brajlowska (fotografia 11).
Urządzenie to zawiera szereg „cel”, czyli pojedynczych komórek pisma brajlowskiego, a każda z nich zawiera osiem punktów w dwóch kolumnach po cztery. Pismo brajlowskie standardowo używa tylko sześciu punktów, ostatni rząd jest stosowany m.in. jako znacznik położenia kursora. Plastikowe „punkty” są unoszone w górę za pomocą elementów piezoelektrycznych. Zwykle nie spotyka się też linijek dłuższych niż 40 znaków, co i tak oznacza 320 indywidualnych punktów wymagających zasilania i kontroli. Ze względu na koszty wykonania tych elementów i wymaganą precyzję oraz raczej niszową naturę produktu, koszty linijek przekraczają 10...20 tysięcy złotych. Dość unikalnym tworem jest pokazany na fotografii 12 komputer z linijka brajlowską i brajlowskim wyświetlaczem graficznym Graphiti Plus® firmy Orbit.
Urządzenie to może funkcjonować niezależnie jako czytnik ebooków, edytor tekstu czy prostej grafiki (dzięki faktowi, że „wyświetlacz” jest dotykowy). Oprogramowanie jest otwarte, a urządzenie oferuje szereg typowych aplikacji, jak zegar z alarmem, kalendarz czy kalkulator. Rozdzielczość matrycy wynosi 60×40 px, co daje 2400 indywidualnych punktów, przy czym każdy z nich może mieć różną wysokość. Poniżej głównego wyświetlacza znajduje się 40 cel zwykłej linijki brajlowskiej z przyciskami do pozycjonowania kursora, a jeszcze dalej – przyciski nawigacyjne i klawiatura brajlowska w stylu Perkinsa (producent brajlowskich maszyn do pisania). Urządzenie oferuje też haptyczne i akustyczne sprzężenie zwrotne – syntezę mowy. Może współpracować z komputerem lub smartfonem za sprawą łączy HDMI i USB oraz łączności bezprzewodowej przez Wi-Fi i Bluetooth. Równie ciekawym urządzeniem jest komputer działający pod kontrolą systemu Android 12, BrailleSense 6, pokazany na fotografii 13a.
Podstawowa specyfikacja sprzętowa jest typowa dla lepszej klasy smartfona:
- procesor Octa-Core, 4×2 GHz A73, 4×2 GHz A53,
- 8 GB pamięci RAM,128 GB pamięci Flash z możliwością rozszerzenia za pomocą karty microSD,
- możliwości komunikacji bezprzewodowej i nawigacji satelitarnej,
- kilka kamer,
- możliwość podłączenia zewnętrznego monitora lub projektora,
a dodatkowo:
- fizyczna klawiatura brajlowska do kontrolowania urządzenia,
- 32-znakowa linijka brajlowska.
Całe urządzenie kosztuje „jedynie” 26 tysięcy złotych. Ta wysoka cena wynika po części z kosztów samej linijki, ale po części z niszowej natury produktu i chęci producenta do maksymalizacji zysków. Fotografia 13b prezentuje produkt polski, notatnik/czytnik plików tekstowych Kajetek 2000. Urządzenie to ma wbudowany syntezator mowy, kilka różnych aplikacji, w tym zegarek czy kalkulator oraz umożliwia tworzenie i edytowanie notatek czy dokumentów. Niestety, dostępna pamięć była mocno ograniczona, a urządzenie nie miało opcji rozbudowy tej pamięci za pomocą kart czy układów Flash. Do tego jedyną opcją komunikacji z komputerem był port szeregowy. Obecnie urządzenie o podobnej funkcjonalności, ale bardziej rozbudowane, można zrealizować na mikrokontrolerze ARM albo na komputerze jednopłytkowym w rodzaju Raspberry Pi.
Komunikacja osób głuchych i niedosłyszących za pomocą komputera jest o wiele prostsza – wystarczy umieć czytać lub użyć chatu video. Inaczej ma się sprawa w przypadku rozmów telefonicznych. Na Zachodzie dostępna była – przynajmniej od lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku – usługa, w której osoba niesłysząca używała dedykowanego terminala w połączeniu z modemem, by móc połączyć się z pracownicą firmy komunikacyjnej. Ta zaś – w imieniu osoby korzystającej z opisywanej usługi – wykonywała połączenie i mówiła rozmówcy, co osoba niesłysząca chce przekazać, a potem przesyłała jej odpowiedź rozmówcy. We wczesnych latach dziewięćdziesiątych w Polsce pojawiły się podobne terminale rodzimej produkcji. Posiadacze tych urządzeń mogli komunikować się ze sobą drogą telefoniczną. Pojawienie się telefonii komórkowej, szczególnie zaś funkcji SMS, wyeliminowało terminale z powszechnego użycia. Obecnie zaś osoby niesłyszące używają funkcji rozmowy video do komunikacji językiem migowym. Ponadto istnieje też komunikacja alternatywna i wspomagająca (AAC – Augmentative and Alternative Communication) – w rozwiązaniu tym używa się kart z symbolami lub aplikacji wyświetlającej te karty. Każdy symbol opisany jest też tekstem, a w przypadku aplikacji znaczenie symbolu jest odczytywane na głos. W Polsce służy do tego oprogramowanie Mówik, pozwalające na sprawną komunikację osobom, które z jakiegoś powodu mają problemy z mową lub są całkowicie nieme. Co ciekawe, z podobnych narzędzi mogą też korzystać turyści – od szeregu lat dostępne są karty z obrazkami i napisami w szeregu języków, które pomagają podróżnym odnaleźć się w obcym im kraju – jest to dość prosta, acz skuteczna alternatywa do „rozmówek” czy elektronicznych tłumaczy. Wracając do osób niesłyszących, warto wspomnieć, że podejmowano też próby stworzenia rozwiązań konwertujących język migowy (głównie ASL, czyli amerykański język migowy) na mowę. Metody optyczne, opierające się na rozpoznawaniu obrazu, miały spore trudności z wyłapaniem i odróżnianiem poszczególnych gestów.
Grupy hobbystów próbowały stworzyć też rękawice z modułami IMU i rezystancyjnymi czujnikami ugięcia palców, lecz ta opcja – choć obiecująca – miała problemy z samym ruchem. Należy zaznaczyć, iż były to prace konkursowe, a nie prototypy przyszłych, komercyjnych produktów.
Dla osób, które zmagają się z problemami ruchowymi, opracowano cały szereg rozwiązań, dopasowanych do różnych przypadłości. Niepełnosprawni pozbawieni po amputacji ręki albo z niedowładem kończyny górnej mogą korzystać z dostępnych na rynku klawiatur z układem Dvoraka, w wariantach lewo- i praworęcznym. Nie trzeba kupować dedykowanej klawiatury, gdyż wystarczy pozmieniać położenia klawiszy i ustawienia systemu lub dodać aplikację zmieniającą układ w sposób programowy. Jeśli jednak chodzi o kontrolery do gier, sytuacja ma się zdecydowanie gorzej. Dostępne są jednoręczne klawiatury gamingowe, ale ich zadaniem jest zastąpienie zwykłej klawiatury, podczas gdy dla osoby posiadającej tylko jedną sprawną rękę potrzebna byłaby zintegrowana alternatywa dla klawiatury i myszki.
Pewnym rozwiązaniem może być joystick, ale i ten typ kontrolera często ma dodatkowe przyciski czy przepustnicę, które kontroluje się drugą ręką. Hobbyści też budowali własne kontrolery, biorąc kontroler fabryczny i przerabiając go tak, by mógł działać jako kontroler jednoręczny. Obecnie takie eksperymenty są łatwiejsze za sprawą druku 3D, dostępności części do kontrolerów oraz płytek rozwojowych ze wsparciem sprzętowym USB HID. Pozwala to na przykład zastąpić jedną gałkę analogową modułem IMU, który śledzi fizyczne położenie kontrolera.
Dla osób z ograniczeniami w zakresie małej motoryki, tj. precyzyjnej kontroli palców i dłoni, opracowano klawiatury „Jumbo”, o większych klawiszach, często z oznaczeniami o dużym kontraście. Można też wykorzystać kontrolery typu arcade znane z automatów do gier, które oferują duże przyciski i gałki analogowe o sztywniejszej i solidniejszej konstrukcji. Zamiast podatnej na drżenie dłoni myszki można zastosować trackballa – dziś już mocno zapomniane peryferium, w którym palcem toczy się kulkę, podczas gdy reszta dłoni spoczywa na urządzeniu, a palce na przyciskach. Redukując czułość, można uodpornić urządzenie na niepożądane drżenie palca, choć rzecz jasna odbywa się to kosztem wolniejszego ruchu wskaźnika. Dla graczy z tego typu ograniczeniami niektóre gry oferują mniejszą lub większą asystę w celowaniu oraz inne opcje ułatwień. Nie każda gra pozwala na swobodną zmianę przypisania klawiszy, są jednak aplikacje, które – przynajmniej na komputerze PC – na to pozwalają. Dla osób z poważniejszymi problemami, jak brak obu dłoni/rąk, dostępne są klawiatury i kontrolery nożne, a dla osób sparaliżowanych czterokończynowo – rozwiązania oparte na ruchu gałek ocznych (i nie tylko) i współpracujące ze specjalizowanym oprogramowaniem komputerowym.
Rozpoznawanie mowy, a co za tym idzie, także polecenia głosowe również stanowią formę ułatwienia dostępu. Już w latach osiemdziesiątych dostępne były proste układy rozpoznawania pojedynczych poleceń w języku angielskim. Microchip z kolei udostępnia bibliotekę na 16-bitowe mikrokontrolery dsPIC, która również rozpoznaje pojedyncze słowa, używając ukrytego modelu Markowa (HMM – Hidden Markov Model). Firma Nuance od ponad dwudziestu lat rozwija własne narzędzie, którego głównym zastosowaniem było dyktowanie notatek i danych pacjentów w amerykańskiej służbie zdrowia, z ekstremalnie wysoką dokładnością. Firma – poza wersjami specjalizowanymi – oferowała też aplikację uniwersalną (pozwalającą kontrolować komputer, a także umożliwiającą swobodne dyktowanie).
Obecnie jednak, dzięki możliwościom uczenia maszynowego, sterowanie głosowe jest dostępne na różne platformy. Windows, macOS X, iOS i Android oferują te funkcje od dłuższego czasu. Dostępny jest też Asystent Google, a każda platforma AI, jak ChatGPT, Meta AI czy Gemini, również pozwala na interakcję głosową. Tak samo Envision AI oraz podobne narzędzia dla niedowidzących i niewidomych pozwalają na interakcję głosową. Technologia ta rozwijana jest cały czas, a jeden z kierunków tego rozwoju to ograniczenie wpływu niskiej jakości dźwięku oraz zakłóceń środowiskowych na skuteczność rozpoznawania mowy. Firma nVidia udostępnia darmowe narzędzie dla twórców, które wykorzystuje możliwości kart graficznych RTX do usuwania niechcianych dźwięków z otoczenia. Z funkcji rozpoznawania mowy od lat korzystają też różne systemy automatyki domowej i jest to zasadniczo podstawa ich działania.
Kultura i multimedia
Odkąd istnieje technologia trwałego zapisu dźwięku, istniały też książki mówione dla niewidomych i niedowidzących. Pierwotnie zapisywane na płytach winylowych, później taśmach szpulowych, a następnie na kasetach magnetofonowych audiobooki, jak je współcześnie nazywamy, były i są ważną częścią życia wielu osób, nie tylko niepełnosprawnych. Polski Związek Niewidomych od wielu dekad udostępnia swoje zbiory osobom z niepełnosprawnością wzroku. Co ciekawe, przez dekady ta usługa była realizowana z pomocą Poczty Polskiej, która za darmo dostarczała przesyłki z taśmami. Autor korzystał z tej usługi dość często i niejeden raz otrzymał z Warszawy paczki zawierające po 5...10 kartonów, a w każdym kilkanaście kaset magnetofonowych. Obecnie zbiory te są dostępne również online.
Co więcej, nie tylko audiobooki są tak udostępniane, ale również e-booki. Od ponad dwóch dekad bowiem dostępne są zarówno programy (wspomniane Expressivo i jego późniejsza wersja, Ivona Reader), jak i sprzętowe czytniki e-booków. Przykładem może być pokazany na fotografii 14 czytnik e-Lektor.
Urządzenie to pozwala czytać pliki tekstowe, nagrania audio oraz książki w formacie DAISY, które łączą ze sobą tekst, nagranie audio oraz zaawansowane opcje nawigacji i wyszukiwania (te ostatnie są dostępne tylko wtedy, gdy twórca książki DAISY doda potrzebne informacje). Synteza mowy realizowana jest za pomocą bardzo popularnego głosu IVONA Jacek. Innym produktem jest Czytak (fotografia 15), który poza standardowymi formatami plików używa też własnego, zaszyfrowanego formatu, który ma na celu ukrócenie piractwa. Z tego także powodu pliki Czytaka są niekompatybilne z innymi urządzeniami. Warto też wspomnieć o darmowym programie Balabolka, który wykorzystuje zainstalowane głosy kompatybilne z SAPI do czytania plików tekstowych na komputerze PC. Może też generować pliki audio, dzieląc dokument na mniejsze kawałki, na przykład rozdziały, przez rozpoznawanie stosownych sekwencji znaków.
Alternatywą dla audiobooków teoretycznie mogą być książki brajlowskie. W praktyce rozwiązanie to ma jedną, dużą wadę: objętość. Ze względu na naturę pisma brajlowskiego kartki nie mogą być ściśnięte, a do tego w pojedynczym tomie mieści się ich ograniczona liczba. W konsekwencji pojedyncza, niezbyt duża książka czarnodrukowa w brajlu zająć może całą półkę. W formie brajlowskiej wydaje się więc głównie podręczniki szkolne, które wypożycza się potrzebującym ich uczniom. E-booki, zwłaszcza w połączeniu ze wspomnianymi wcześniej linijkami brajlowskimi i komputerami, są obecnie dużo praktyczniejsze, pomimo wysokiej ceny urządzeń. Dla osób niedowidzących dostępne są książki, podręczniki, a nawet czasopisma z powiększoną czcionką i ilustracjami. Obecnie jednak i to rozwiązanie nie jest aż tak praktyczne, biorąc pod uwagę dostępność przenośnych i stacjonarnych powiększalników oraz fakt, że wiele wydawnictw dostępnych jest w formatach PDF i epub, co pozwala na czytanie ich na komputerze czy smartfonie, z możliwością dowolnego powiększenia, zmiany kolorów, a niekiedy też konwersji do formatu audio. Pliki PDF jednak do tego nadają się średnio, szczególnie w językach, w których występują znaki diakrytyczne. Zdarza się bowiem, że symbole te są tworzone przez „składanie” litery i znaku interpunkcyjnego, co jest potem odzwierciedlane przez syntezator mowy. Ponadto pliki PDF często są zabezpieczone przed kopiowaniem treści, co utrudnia programom „czytającym ekran” dostęp do tekstu. Spotyka się też czasami dokumenty, które nie mają w ogóle tekstu, lecz zbiór zeskanowanych stron. Oczywistym rozwiązaniem wszystkich trzech problemów jest użycie optycznego rozpoznawania tekstu (OCR), zarówno w formie aplikacji działającej na komputerze PC, jak i za pomocą aplikacji Seeing AI, Envision AI bądź okularów, np. Meta Ray-Ban czy Envision Glasses.
Telewizja jest tym medium, które mocno przysłużyło się osobom niesłyszącym. Zarówno w Polsce, jak i w innych krajach pojawili się bowiem tłumacze języka migowego, którzy tłumaczyli (i wciąż tłumaczą) na ten język programy informacyjne. W latach osiemdziesiątych w USA opracowano przystawki do telewizorów, które wyświetlały na nich napisy – w analogowym sygnale ukryty był tekst, a urządzenia go dekodowały i generowały napisy za pomocą sprzętowego generatora znaków. Co ciekawe, urządzenia były zdolne do detekcji wulgaryzmów i cenzurowały je. W Polsce napisy są dostępne przez wybór odpowiedniej strony Telegazety. Obecnie jednak ludzie przechodzą na platformy streamingowe, które również dostarczają napisy w wielu językach. Dla osób niewidomych i niedowidzących z kolei platformy te oferują audiodeskrypcję, choć nie zawsze w języku polskim. Tutaj ciekawostka: polska audiodeskrypcja bywa mniej dokładna i uboższa w informacje w porównaniu do audiodeskrypcji angielskiej – Autor preferuje tę drugą wersję właśnie z opisanego wyżej powodu.
Jeśli idzie o dostęp do kultury w bardziej bezpośredni sposób, jak na przykład przedstawienia teatralne, to w Polsce jest z tym pewien problem. Sztuki teatralne w języku migowym czy z asystą tłumacza języka migowego to rzecz wciąż niespotykana, z kolei jeśli osoba niewidoma lub niedowidząca potrzebuje audiodeskrypcji, zazwyczaj musi się o to zatroszczyć sama, choć kultura osobista wymaga, by nie rozmawiać w trakcie przedstawienia. Osoby z niepełnosprawnością ruchową często mają problem, żeby w ogóle dostać się do teatru, kina czy filharmonii. Wiele z tych budynków powstawało w czasach, gdy nikt nie myślał o dostępności, a modernizacja takiego budynku może być bardzo kosztowna lub wręcz niemożliwa. Muzea również miewają problemy z dostępnością, szczególnie jeśli znajdują się w zabytkowych budynkach. Drugim problemem są ograniczenia w możliwości obcowania z dziełami sztuki czy artefaktami historycznymi. Osoby z dużym ubytkiem wzroku i całkowicie niewidome muszą opierać się na opisach eksponatów, gdyż w znakomitej większości muzeów nie tylko nie można eksponatów dotykać, ale nawet do nich podejść. Jest to, oczywiście, całkowicie zrozumiałe. Pewną opcją jest posiadanie replik eksponatów oraz płaskorzeźb odtwarzających obrazy czy miniatur i modeli większych eksponatów. W niektórych muzeach jednak istnieje możliwość mniej lub bardziej ograniczonego kontaktu z eksponatami. Ciekawym przypadkiem jest Centrum Nauki Kopernik, gdzie spora część obiektów jest wręcz stworzona do interakcji ze zwiedzającymi. Nie wszystko jest przyjazne niewidomym i niedowidzącym, lecz poziom interakcji i dostępności jest i tak bardzo wysoki. Ciekawym przypadkiem są też ogrody zoologiczne. Warszawskie zoo, wychodząc naprzeciw niewidomym i niedowidzącym, oferuje rzeźby różnych zwierząt w miniaturze, które pozwalają przez dotyk poznać ich kształt. Niestety, tych rzeźb jest zdecydowanie mniej, niż gatunków zwierząt, które można w zoo zobaczyć, za to nie brakuje tablic i map brajlowskich. Muzea, galerie sztuki oraz ogrody zoologiczne, szczególnie na Zachodzie, oferują elektroniczne przewodniki z audiodeskrypcją, podobne rozwiązanie starają się też zapewnić przewodnicy.
Rozwiązania i sprzęt dla osób z niepełnosprawnością ruchową
Uniwersalnym symbolem oznaczającym miejsca dostępne dla osób niepełnosprawnych jest uproszczona grafika osoby na wózku inwalidzkim. To relatywnie proste narzędzie zapewniające mobilność służyło ludziom przez dekady i w swej nieskomplikowanej formie wciąż jest popularnym i tanim wyborem. Poruszanie się na wózku wymaga jednak w miarę silnych rąk, co może stanowić problem dla osób starszych lub mających dodatkowe dolegliwości ruchowe, nie wspominając już o osobach sparaliżowanych. Warto też pamiętać, że poruszanie się na wózku inwalidzkim nie jest zarezerwowane tylko dla tych, którzy nie mają władzy w kończynach dolnych – istnieje bowiem cały szereg chorób i wad wrodzonych, które utrudniają lub uniemożliwiają poruszanie się na własnych nogach. Poza wózkami klasycznymi na rynku od dekad dostępne są też wózki elektryczne. Prostsze modele mają dwa silniki napędzające tylne koła, niewielki kontroler i akumulator (często obecnie litowo-jonowy ze zintegrowaną ładowarką) i pozwalają na wjazd wszędzie tam, gdzie poradzi sobie też zwykły wózek. Istnieją jednak droższe i bardziej rozbudowane modele, które na przykład potrafią wspinać się po schodach. Inne wersje integrują też respirator, komputer do komunikacji za pomocą syntezy mowy i system sterowania dostosowany do stopnia i rodzaju niepełnosprawności. Oddzielną grupę stanowią wózki z funkcją pionizatora, w których użytkownik może znajdować się w pozycji siedzącej, ale w razie potrzeby może przyjąć też pozycję stojącą, przy czym wózek utrzymuje użytkownika i przenosi część ciężaru.
Kolejną grupę stanowią wózki inwalidzkie terenowe, w tym również zmotoryzowane. Warto też dodać do tej listy skutery elektryczne, trójkołowe, które mogą poruszać się zarówno po chodnikach, jak i wewnątrz budynków. Fotografia 16 pokazuje wszystkie te warianty transportu dla niepełnosprawnych.
Dostosowywanie budynków dla osób poruszających się na wózkach inwalidzkich trwa w Polsce od ponad dwudziestu lat i jest współfinansowane przez państwo w ramach programu likwidacji barier architektonicznych. W budynkach użyteczności publicznej montowane są na przykład windy (często hydrauliczne, gdy budynek ma dwie lub trzy kondygnacje) oraz ruchome platformy dla wózków inwalidzkich, wspinające się wzdłuż schodów. Najprostszą zmianą jest montaż rampy przy wejściu do budynku, choć nie zawsze udaje się to zrobić prawidłowo. Fotografia 17 prezentuje te rozwiązania, w tym rampę wykonaną ewidentnie źle (fotografia 17d).
Również pojazdy dostosowuje się do potrzeb osób niepełnosprawnych. Standardem są autobusy niskopodłogowe z rozkładaną rampą, rzadziej jednak spotyka się w Polsce odpowiednio dostosowane wagony kolejowe czy autokary. W takim wypadku alternatywą są samochody osobowe czy miniwany. Te drugie mają rozkładaną rampę lub zautomatyzowany podnośnik. Oba typy pojazdów można dalej zmodyfikować tak, by osoba niepełnosprawna mogła operować nimi bez użycia nóg. Zamiast pedałów gazu i hamulca montuje się dźwignie lub manetki przy kierownicy, a dla ułatwienia konwersji wybiera się pojazd z automatyczną skrzynią biegów. Łatwiej też jest zmodyfikować samochód elektryczny niż spalinowy. Od szeregu lat trwają też prace nad pojazdami częściowo lub całkowicie autonomicznymi. Jak na razie jednak eksperymenty wskazują na to, że – o ile sam pojazd zazwyczaj umie podejmować odpowiednie decyzje – to problem mogą stanowić inni użytkownicy drogi, którzy (sądząc po statystykach wypadków drogowych) po ponad stu dwudziestu latach istnienia motoryzacji i setkach lat istnienia wozów konnych wciąż nie nauczyli się przestrzegać zasad ruchu drogowego i zdrowego rozsądku. Pojazdy autonomiczne będą doprawdy bezpieczne dopiero wtedy, gdy będą stanowić większość w ruchu drogowym, a ich nieautonomiczni kuzyni będą mogli być zdanie kontrolowani w razie zagrożenia wypadkiem drogowym.
Ciekawym kierunkiem, w jakim zmierza technologia dla osób niepełnosprawnych ruchowo, są egzoszkielety. Urządzenia te jednak nie tylko mają służyć niepełnosprawnym, ale też pomagać pracownikom w dźwiganiu ciężkich przedmiotów. Dużym ograniczeniem takiego rozwiązania jest pobór energii – egzoszkielet zasilany bateryjnie ma ograniczony czas działania. Z drugiej strony osoby poruszające się na wózkach inwalidzkich są narażone na cały szereg problemów zdrowotnych związanych z ograniczeniem mobilności. Egzoszkielet ma potencjał zapobiegać tym problemom przez wymuszenie naturalnego ruchu ciała. Osoby po udarach mogą dzięki egzoszkieletom nauczyć się chodzić na nowo. Od strony inżynierii głównym problemem nie jest zaprojektowanie rozwiązania, które ma tyle samo stopni swobody, co kończyna wspierana przez egzoszkielet, lecz stworzenie oprogramowania, które nie tylko będzie naśladować naturalny ruch tej kończyny, ale też pozwoli na balansowanie egzoszkieletem i naturalny ruch. Drugim wyzwaniem jest stworzenie konstrukcji lekkiej, a jednocześnie niewymagającej zewnętrznego zasilania. Czytelników może zaciekawić krótki reportaż o egzoszkielecie wifry Wandercraft, który już jest używany do rehabilitacji osób po udarach: https://youtu.be/WuG_11qK9x8. Na fotografii 18a można zobaczyć inny, przykładowy egzoszkielet, wspomagający osobę niepełnosprawną w poruszaniu się. Jednakże drugim, dominującym kierunkiem rozwoju jest budowa egzoszkieletów, które w przyszłości mogą wyglądać jak ten z filmu „Obcy – decydujące starcie” (fotografia 18b).
Protezy, implanty
Ostatnie kilka dekad przyniosło ogromne zmiany również w kwestii protetyki. Przykładem jest proteza stopy Flex-Foot Cheetah (fotografia 19), która pozwala na bieganie – coś, na co protezy wcześniejsze, przypominające formą prawdziwą stopę nie pozwalały.
Ta proteza opiera się na doborze kilku różnych materiałów tworzących wyprofilowaną, kompozytową „stopę” – ukształtowaną w taki sposób, by uzyskać optymalny stosunek sztywności i elastyczności. Proteza ugina się w sposób naśladujący pracę stopy w czasie chodzenia czy biegania, bazując na sprężystości materiału. W przypadku amputacji nogi powyżej kolana sytuacja mocno się komplikuje, bowiem bez ruchomego stawu kolanowego chodzenie jest mocno utrudnione. Przyjmuje się, że osoba z protezą nogi zaczynającą się powyżej kolana zużywa 60% więcej energii na chodzenie niż osoba zdrowa. Dlatego też współczesne protezy wyposażone są w dość zaawansowane mechaniczne stawy, często zmotoryzowane i sterowane przez mikrokontroler. Przykład takiej protezy w użyciu pokazuje fotografia 20.
Nie każdy jednak może sobie pozwolić na zaawansowaną technicznie protezę. Dla tych osób dostępne są modele tańsze, zaprezentowane na fotografii 21. Czy da się jeszcze taniej? Tak, istnieje kilka projektów opartych na druku 3D i podstawowych komponentach mechanicznych. To rozwiązanie ma jednak jeden, dość poważny problem: tanie i łatwo dostępne filamenty podstawowe nie oferują wystarczającej wytrzymałości, więc proteza musi być stosunkowo ciężka. Z kolei filamenty nadające się lepiej do takich zastosowań, jak na przykład nylon z dodatkiem włókna szklanego lub węglowego, są kłopotliwe w druku i wymagają nieco kosztowniejszych drukarek oferujących wyższe temperatury druku. Oczywiście protezy w Polsce są refundowane, co obniża znacząco koszty ponoszone przez pacjenta, ale nie rozwiązuje wszystkich problemów. Gdy sporządza się protezę, kielich – czyli element nakładany na kikut – wykonywany jest tak, by ten kikut lepiej uformować. Po kilku miesiącach należy zmienić kielich na nowy, przeznaczony do normalnego użytku. Ta wymiana jest refundowana raz na kilka lat. Oznacza to, że osoba po amputacji może korzystać z protezy przez kilka miesięcy, ale potem przestaje z powodu narastającego bólu – i dopiero po kilku latach, gdy może otrzymać właściwy kielich, proces atrofii mięśni doprowadza do tego, że taka osoba już nie może chodzić bez kosztownej i długotrwałej fizjoterapii.
Protezy dłoni czy całej ręki są w tej chwili dość zaawansowanymi konstrukcjami, łączącymi w sobie mechanikę precyzyjną, miniaturowe silniki i serwa, czujniki i kompleksowy system kontrolny oraz zaawansowane funkcje akwizycji i przetwarzania sygnałów bioelektrycznych. Kielich takiej protezy ma zintegrowany szereg elektrod wykrywających sygnały przesyłane do mięśni, które pozostały w kikucie. Sygnały te są wzmacniane, analizowane i przetwarzane na polecenia dla sztucznej kończyny. Mózg użytkownika takiej protezy uczy się na nowo używania kończyny, co zajmuje wiele tygodni. Z drugiej strony taka proteza jest w stanie wykonywać większość czynności, które wykonuje normalna ręka, a prace idą w kierunku nie tylko ulepszenia systemu kontroli, ale też zapewnienia sprzężenia zwrotnego. Oczywiście tak zaawansowane protezy są wyjątkowo kosztowne. Im tańsze rozwiązanie, tym proteza staje się bardziej ograniczona, aż do przysłowiowego haka zamiast dłoni. Firma Open Bionics pracuje nad szeregiem sztucznych kończyn, przykładem może być pokazana na fotografii 22 proteza dłoni w stylu „Gwiezdnych wojen”. Co przyniesie przyszłość? Być może naturalnie wyglądające protezy kończyn, komunikujące się bezpośrednio z nerwami ruchowymi i czuciowymi, które będą w stanie całkowicie zastąpić biologiczną kończynę.
Swego rodzaju protezą jest też aparat słuchowy. Najprostsza forma to trąbka słuchowa, która wzmacnia dźwięki poprzez skupienie niewielkich zmian ciśnienia z dużego obszaru (otworu o dużej średnicy) do dużych zmian ciśnienia na małym obszarze (mała średnica otworu przyłożonego do ucha). Przed wynalezieniem radaru masywne konstrukcje o kierunkowej charakterystyce były używane do nasłuchiwania, z którego kierunku nadlatuje wrogi samolot. Na tej samej zasadzie działa też stetoskop. Jednak prawdziwym początkiem aparatów słuchowych było pojawienie się triody – lampy elektronowej umożliwiającej budowę wzmacniaczy. Na potrzeby budowy małych, przenośnych urządzeń opracowano kilka subminiaturowych lamp elektronowych o ekstremalnie niskim napięciu żarzenia, dzięki czemu pojedyncza bateria mogła zasilać dwa żarniki połączone szeregowo. Lampy te były niewiele większe od współczesnych tranzystorów małosygnałowych, jak BC547 i na ich bazie budowano aparaty słuchowe wielkości paczki papierosów. Mikrofon w urządzeniu wychwytywał dźwięki, które były następnie wzmacniane i czasem filtrowane, a następnie przewodem trafiały do słuchawki noszonej na uchu. Dalsza miniaturyzacja nastąpiła po pojawieniu się tranzystorów, gdy całe urządzenie, łącznie z baterią, dało się umieścić za uchem, jak to jest robione ze współczesnymi aparatami słuchowymi. Wciąż jednak produkowano też modele „kieszonkowe”, jako że oferowały większe wzmocnienie i dłuższy czas pracy. Obecne aparaty słuchowe to już urządzenia dużo bardziej skomplikowane, wyposażone we wzmacniacz klasy D, przynajmniej jeden wysokiej jakości mikrofon oraz zaawansowany układ DSP, pozwalający dostosować charakterystykę dźwięku do indywidualnej charakterystyki ubytku słuchu pacjenta. Urządzenia te są zasilane bateriami cynkowo-powietrznymi i – zależnie od poziomu głośności – mogą na nich pracować od kilkunastu do kilkudziesięciu godzin. Nieco starsze modele pozwalały też na użycie pętli indukcyjnej (noszonej na szyi), która z kolei mogła być połączona z telefonem komórkowym, przenośnym odtwarzaczem muzyki czy nawet odbiornikiem radiowym sparowanym z nadajnikiem (a ten mógł być umieszczony gdzieś indziej). To ostatnie rozwiązanie pozwala użytkownikowi na przykład na uczestnictwo w zajęciach dydaktycznych poprzez wręczenie nadajnika nauczycielowi lub wykładowcy. Obecnie częściej spotyka się technologię Bluetooth Low Energy, choć i wsparcie dla pętli indukcyjnych też bywa dodane w celu zachowania kompatybilności z istniejącymi rozwiązaniami. Różne aparaty słuchowe pokazano na fotografii 23.
Poza oczywistymi protezami kończyn istnieje też cały szereg innych protez. Od kosmetycznych protez uszu, nosów czy szklanych gałek ocznych, po endoprotezy stawów czy elementy zastępujące fragmenty kości bądź uzupełniające zniszczenia i ubytki twarzoczaszki.
Sztuczne zamienniki stawów są relatywnie proste w wykonaniu (pod względem technologicznym), ale najbardziej skomplikowanym etapem pozostaje operacja wymiany biologicznego stawu na sztuczny. Elementy mające pomóc w rekonstrukcji twarzy czy czaszki wykonuje się za pomocą obrabiarek CNC na bazie modelowania komputerowego, którego pierwszym etapem jest tworzenie dokładnego obrazu czaszki za pomocą tomografii komputerowej. Protezy uszu, nosa czy oka wymagają już większej dozy artyzmu – są formowane i malowane ręcznie. Dla przykładu szklane oko robione na miarę jest ręcznie malowane tak, by wyglądało jak oryginał, który ma zastąpić.
Implanty aktywne, czyli urządzenia elektroniczne instalowane wewnątrz ciała pacjenta, są wyjątkowo wymagające od strony inżynierii. Nie dość, że muszą być jak najmniejsze, to jeszcze powinny przetrwać trudne warunki wewnątrz ciała, zapewnić niemal absolutną bezawaryjność, przy zachowaniu biologicznej obojętności, hermetyczności i energooszczędności. Najbardziej znanym typem implantu medycznego jest oczywiście rozrusznik serca. Urządzenie to pracuje przez 5...10 lat, cały czas generując impulsy stymulujące poprawny rytm serca. Kardiowertery-defibrylatory z kolei stymulują serce w razie pojawienia się nieprawidłowego rytmu zagrażającego życiu. Swoją drogą, w wielu serialach medycznych powielany jest mit defibrylacji wtedy, gdy serce całkowicie przestaje bić (tzw. asystolia, czyli zanik elektrycznej akcji serca – przyp. red.) – w rzeczywistości zabieg ten wykonuje się wtedy, gdy rytm serca wprawdzie pozostaje aktywny, ale jest nieprawidłowy, jego celem jest zatem przerwanie tego rytmu. Fotografia 24 prezentuje przykładowy rozrusznik serca.
Innym, popularnym implantem jest pompa insulinowa, która dozuje insulinę w miarę potrzeb pacjenta. Pompy same z siebie nie monitorują stężenia glukozy we krwi, do tego potrzebna jest oddzielna metoda pomiarowa. Jej prostą formą jest glukometr paskowy, a zaawansowaną – glukometr ciągły (CGM – przyp. red.), który – po umieszczeniu na ramieniu – monitoruje poziom glukozy przez cały czas, zwykle 10...14 dni. Istnieją też zewnętrzne pompy insulinowe, które przykleja się do ciała pacjenta, a następnie specjalny mechanizm wbija igłę podskórną, przez którą dostarczana będzie insulina z ampułki zamkniętej wewnątrz urządzenia.
Kolejnym wszczepialnym urządzeniem medycznym jest implant ślimakowy, który poprawia lub wręcz przywraca słuch u osób ze znacznym lub całkowitym jego ubytkiem. Sam implant jest relatywnie prosty. Zawiera cewkę odbiorczą, elektroniczny układ dekodujący odbierane sygnały i zestaw elektrod umieszczanych wewnątrz ślimaka, które stymulują nerw słuchowy. Drugą częścią zestawu jest nadajnik, zwykle noszony za uchem, choć u dzieci bywa przypinany do ubrania. Nadajnik działa analogicznie do aparatu słuchowego, odbierając z mikrofonów dźwięki i przetwarzając je. Różnica polega na tym, że zamiast je wzmacniać i wysyłać do zminiaturyzowanego głośnika, sygnały te trafiają do cewki nadawczej, która je transmituje do wszczepionego odbiornika. Stymulatory nerwu błędnego z kolei są stosowane w leczeniu lekoopornej padaczki, chronicznego bólu (w tym migren) oraz depresji. Urządzenie wielkości pudełka zapałek wszczepia się pod kością obojczykową, a następnie przeprowadza się elektrodę pod skórą szyi aż do lewego nerwu błędnego, wokół którego jest ona owijana. Po zaprogramowaniu (za pomocą pętli indukcyjnej) stymulator generuje odpowiednie impulsy, które poprzez nerw błędny wpływają na pracę mózgu. Ale nie tylko nerw błędny można stymulować. W leczeniu chronicznego bólu stosuje się też stymulację rdzenia kręgowego. Elektrody są umieszczane w przestrzeni zewnątrzoponowej na wysokości dobranej odpowiednio do lokalizacji źródła chronicznego bólu. Technik włącza stymulator i dobiera jego parametry według odczuć pacjenta, który jest odpytywany o samopoczucie. Po osiągnięciu pożądanych ustawień urządzenie jest wyłączane, elektrody są mocowane zewnętrznie na miejscu. Po zagojeniu się rany chirurgicznej urządzenie jest ponownie testowane i ostatecznie konfigurowane. Nawiasem mówiąc, w trakcie badań nad stymulatorami rdzenia kręgowego odkryto ciekawy efekt uboczny – w niektórych przypadkach wywołują one... orgazm. Efekt ten badany był pod kątem zastosowania u kobiet, które orgazmu w ogóle nie doświadczają. Jednakże efekt ten jest zmienny, a mechanizm działania wciąż pozostaje nieznany. Ponadto wszelkie procedury wiążące się z rdzeniem kręgowym obarczone są dużym ryzykiem powikłań, w tym infekcji, krwotoków do rdzenia czy nawet jego uszkodzenia. Dlatego też implantacja stymulatora rdzenia kręgowego u osób z chronicznym bólem jest wybierana, gdy inne alternatywy zostały wykluczone. Mimo to prowadzone są też eksperymenty mające na celu przywrócenie możliwości chodzenia u osób po urazie rdzenia kręgowego poprzez bezpośrednią stymulację rdzenia poniżej miejsca jego przerwania.
Jeśli instalowanie elektrod przy rdzeniu kręgowym wydaje się ryzykowne, to co powiedzieć o umieszczaniu ich wewnątrz mózgu? Głęboka stymulacja mózgu (DBS – Deep Brain Stimulation) stosowana jest w leczeniu szeregu schorzeń, począwszy od problemów ruchowych (choroba Parkinsona, dystonia, drżenie samoistne), neuropsychologicznych (np. zaburzenia obsesyjno-kompulsywne) czy neurologicznych jak padaczka. Fotografia 25 pokazuje zdjęcie rentgenowskie czaszki, na którym widać elektrody wewnątrz mózgu. Jak łatwo się domyślić, instalacja tych elektrod to proces skomplikowany i dość ryzykowny, dlatego metoda DBS stosowana jest tylko wtedy, gdy inne metody leczenia zawodzą.
Co przyniesie przyszłość?
Wspomniano wcześniej o bieżących kierunkach rozwoju technologii wspierających dla niepełnosprawnych. Duży nacisk kładziony jest na aplikacje sztucznej inteligencji, wielkich modeli językowych i uczenia maszynowego w celu ulepszenia rozwiązań już istniejących.
Równolegle prowadzone są też badania mające na celu bezpośrednie połączenie mózgu człowieka z komputerem, by tą drogą pozwolić na lepszą percepcję, komunikację i kontrolę urządzeń wspomagających. Jednakże zdaniem Autora prawdziwy przełom nastąpi nie na drodze tworzenia cyborgów, lecz poprzez regenerację uszkodzonych narządów i połączeń nerwowych. Modele oparte na uczeniu maszynowym już pozwoliły odkryć, jak zbudowane są niemal wszystkie białka występujące naturalnie i jakie sekwencje genetyczne im odpowiadają, ale też jak projektować nowe, do tej pory nieistniejące białka oraz sekwencje genetyczne je tworzące. Takie syntetycznie zaprojektowane białka mogą posłużyć nie tylko do zwalczania zanieczyszczeń (jeden z przykładów zastosowania tej technologii), ale też na przykład wspierać pracę organizmu lub wytwarzać nowe leki. Inny model LLM pozwolił opracować całą serię nieznanych do tej pory antybiotyków przeciw jednemu z powszechnie występujących w szpitalach zakażeń lekoopornych. Środek stymulujący wzrost nowych zębów jest w fazie badań i wejdzie do użytku w ciągu dziesięciu lat. Oznacza to, że koszmar leczenia kanałowego oraz protezy uzębienia mogą w przyszłości zostać całkowicie wyeliminowane. Od kilku lat dostępne są terapie genowe leczące rdzeniowy zanik mięśni czy rzadką chorobę genetyczną – dystrofię siatkówki. Prowadzone są też badania nad innymi terapiami genowymi, które w przyszłości mogą wyeliminować m.in. pląsawicę Huntingtona, mukowiscydozę czy hemofilię. Inne badania z kolei są skierowane na tworzenie celowanej terapii antynowotworowej, w której układ odpornościowy pacjenta jest „uczony”, jak rozpoznać i zwalczyć konkretny nowotwór. Rozwiązanie to nie tylko eliminuje wszystkie problemy tradycyjnych metod (takich jak chemioterapia, radioterapia czy chirurgia), ale do tego może zagwarantować długotrwałe wyleczenie i ochronić przed przerzutami.
Czy zatem czeka nas wizja rodem z powieści science fiction, w której utracone kończyny czy uszkodzone organy będą nam zwyczajnie odrastać? Wszystko na to wskazuje. I drugie pytanie – czy obecnie istniejące technologie wspierające odejdą do lamusa? Raczej nieprędko, gdyż nie każdy i nie od razu będzie miał dostęp do najnowszych osiągnięć medycyny. Wspomniana terapia genowa przeciw SMA ma tak wysoką cenę (koncern farmaceutyczny siłą rzeczy też musi zarobić i odzyskać pieniądze wydane na badania), że dopiero od niedawna jest ona w Polsce dostępna dzięki refundacji. Zatem najwidoczniej jeszcze przez kilka dekad będziemy korzystać z opisanych w tym artykule rozwiązań.
Paweł Kowalczyk, EP
