宋泊寧 張思柳 孫甲岳 胡詩彤

摘要：由于在日常生活中，盲人無法像普通人一樣感知物品的溫度，所以經(jīng)常會(huì)有燙傷等問題發(fā)生，尤其是在疫情防控下，自我測溫也成為每日必不可少的事情。在這些情形下，解決盲人由于視力缺陷而造成缺乏溫度感知力的問題成為了大眾的關(guān)注點(diǎn)。為了提高盲人在生活中的便捷度和安全感，我們以指環(huán)為載體，從測溫這一角度著手研究，將光學(xué)和仿生學(xué)結(jié)合，多次試驗(yàn)并不斷改良，來解決盲人防止?fàn)C傷這一問題。同時(shí)對指環(huán)的外觀進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，不斷提升盲人佩戴時(shí)的安全感與舒適度，使設(shè)計(jì)更人性化。

關(guān)鍵詞：盲人;防燙傷;測溫指環(huán);仿生學(xué)外觀;創(chuàng)新性研究

一、前言

眼部疾病在世界范圍內(nèi)一直是一個(gè)備受關(guān)注的公共衛(wèi)生問題[1]。依中國殘疾人聯(lián)合會(huì)的報(bào)告表明，直到2010年結(jié)束，我國大約還有1263萬的盲人[2]。這表明每80人中就有一個(gè)稱得上是“黑暗中的行者”，在中國這個(gè)群體十分龐大，甚至位列世界第一。沒有視覺感知力是盲人在日常生活中最大的障礙，往往會(huì)遇見很多不可避免的麻煩。盲人群體不能通過看這一動(dòng)作認(rèn)知過外面的世界，他們?nèi)チ私馐澜绲姆绞骄褪峭ㄟ^聽覺、觸覺、味覺這三種方式，其中觸覺是居于聽覺以外最重要的方式[3]。其中盲人因?yàn)橐暳栴}誤觸燙傷、燒傷就是亟待解決的問題，然而對于盲人群體防燙傷方面的工具技術(shù)還不夠成熟，功能與使用場景單一化，疫情下的市場更是空缺。所以我們開展了對盲人防燙傷的設(shè)計(jì)與研究，使盲人群體在平日的生活中更加便捷，提高他們的生活質(zhì)量以及安全程度。同時(shí)人工智能技術(shù)的不斷應(yīng)用讓更多的特殊人群過上了更加豐富多彩的生活。而能否設(shè)計(jì)出效率高，實(shí)用性強(qiáng)，可行度高的防燙傷測溫指環(huán)就成了思考的重點(diǎn)。

二、盲人防燙測溫指環(huán)工作原理

1、設(shè)計(jì)原理及構(gòu)成

基于對盲人防燙測溫指環(huán)的設(shè)計(jì)方案主要分為以下兩個(gè)部分。

（1）該部分是盲人指環(huán)的基本原理，采用以光學(xué)系統(tǒng)作為控制原件，以紅外探測器模塊對距離進(jìn)行探測，并檢測到前方高溫時(shí)，將紅外輻射轉(zhuǎn)化為蜂鳴器的聲音信號(hào)，蜂鳴器的聲音變化會(huì)隨著輻射的變化而變化[4]。通過這種方式告訴盲人前方高溫時(shí)，需要躲避。比如在測物溫模式下，佩戴者伸手取物時(shí)若檢測到高溫（50攝氏度及以上）時(shí)，會(huì)發(fā)出蜂鳴提醒盲人使用者，當(dāng)使用者離的越近，蜂鳴報(bào)警器的聲音越急促，防止誤觸燙傷。

（2）盲人防燙測溫指環(huán)主要由紅外溫度傳感器、放大電路、單片機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、智能語音板塊、蜂鳴報(bào)警器、電源、外殼組成。

紅外輻射會(huì)因?yàn)榕宕髡咴谝欢臻g內(nèi)的移動(dòng)而發(fā)生大小變化，經(jīng)過菲涅爾透鏡的聚焦效果紅外輻射匯聚到熱釋電紅外輻射傳感器的探測裝置上時(shí)，研究熱釋電紅外傳感器的物理特性[5]，熱釋電紅外傳感器各個(gè)引腳的功能分別為傳感器供電、輸出電信號(hào)、傳感器接地端。熱釋電紅外傳感器會(huì)把紅外輻射轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)再經(jīng)過信號(hào)放大裝置后輸入進(jìn)信號(hào)的采集和信號(hào)處理電路，處理后的會(huì)向單片機(jī)輸出高電平，由單片機(jī)輸出信號(hào)來控制蜂鳴報(bào)警器和智能語音板塊。此外，在指環(huán)的尾部兩側(cè)會(huì)有兩個(gè)按鈕，分別控制蜂鳴報(bào)警器和智能語音板塊的開關(guān)狀態(tài)，方便使用者合理使用。

三、盲人防燙測溫指環(huán)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1、外觀設(shè)計(jì)及使用

盲人防燙測溫指環(huán)外觀設(shè)計(jì)的想法來源于仿生學(xué)（見圖1）。仿生學(xué)主要是通過觀察、研究和模擬自然界生物各種各樣的特殊本領(lǐng)，并借此提供新的設(shè)計(jì)思想。而此次則是在大象和蝠鲼的基礎(chǔ)上，通過大象的象牙、鼻子等形態(tài)以及蝠鲼的軀干、胸鰭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行擬人化仿生設(shè)計(jì)。

此次盲人防燙測溫指環(huán)的設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）指環(huán)佩戴時(shí)，突起處向掌心方向，在測物溫模式下，佩戴者伸手取物時(shí)如若檢測到高溫（50攝氏度及以上）時(shí)，會(huì)發(fā)出蜂鳴提醒盲人使用者，防止誤觸燙傷。

（2）在指環(huán)處于測量體溫模式下，使用者可以將其對準(zhǔn)額頭，進(jìn)行實(shí)時(shí)測溫，并伴有語音讀數(shù)。

（3）指環(huán)模式切換可以根據(jù)按鈕進(jìn)行操作，為方便盲人使用群體，按鍵采用盲文書寫。

（4）指環(huán)便于攜帶，且不影響手持、握、抓取。

（5）指環(huán)兼具閉口指環(huán)和開口指環(huán)兩種型號(hào)，使用者可以根據(jù)喜好選擇。同時(shí)，開口指環(huán)可以更好的適應(yīng)各種手指尺寸。

2、創(chuàng)新之處

（1）盲人群體測溫方式的探索研究。

由于發(fā)現(xiàn)了盲文形成凸字的書寫規(guī)律，在針對盲人測溫遇到的問題時(shí)，對測溫指環(huán)進(jìn)行再次改良，指環(huán)模式的切換按鍵采用盲文書寫的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。放大測溫單位的使用方式，紅外溫度傳感器與蜂鳴報(bào)警器契合，減少了不必要的觸摸。同時(shí)，切換模式的方式可以使盲人群體的測溫更加具有可控性。

（2）加強(qiáng)測溫的可實(shí)踐性。

采用貼合手指的外形設(shè)計(jì)，指環(huán)的圓型環(huán)狀設(shè)計(jì)和指環(huán)內(nèi)側(cè)的軟體設(shè)計(jì)增加了使用時(shí)的質(zhì)感和舒適度，外觀更加契合手指的弧線。結(jié)合手指發(fā)力與受力點(diǎn)，對所使用指環(huán)的受力部分拇指的位置進(jìn)行材料的軟處理。制作材料選用磨砂質(zhì)感的防滑塑料材質(zhì)，讓使用者的使用感更為舒適。

（3）服務(wù)設(shè)計(jì)與人性化相結(jié)合。

服務(wù)設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)思維方式，它主要著重于通過合作的方式來創(chuàng)造事物，使服務(wù)者變得更加優(yōu)化，更加高效，著力于使用者的需求。站在他們的角度去解決問題。因此，這款盲人防燙測溫指環(huán)采用圓型環(huán)狀設(shè)計(jì)，與手指完美結(jié)合，指環(huán)兼具閉口指環(huán)和開口指環(huán)兩種型號(hào)，使用者可以根據(jù)喜好選擇。同時(shí)，開口指環(huán)可以更好的適應(yīng)各種手指尺寸。另外，指環(huán)便于攜帶，且不影響手持、握、抓取。盲人防燙測溫指環(huán)在指環(huán)的尾部兩側(cè)會(huì)有兩個(gè)按鈕，分別控制蜂鳴報(bào)警器和智能語音板塊的開關(guān)狀態(tài)，方便使用者合理使用。使盲人防燙測溫指環(huán)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的人性化、多元化。

四、結(jié)語

設(shè)計(jì)為人所服務(wù)，是為不同需求的人們提供便利的方式。我們不僅僅要服務(wù)于大眾，更應(yīng)著眼于那些相比普通人更有需要的特殊人群。為了解決盲人在日常生活中的視力缺陷，我們從盲人的實(shí)際生活出發(fā)，將觸覺感官與指環(huán)相結(jié)合，做到最大限度解決盲人易燙傷的系列問題。我們從靈感萌發(fā)到得出方案經(jīng)過了多次的探討和修改，通過了數(shù)次模擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)考察，將可能出現(xiàn)的問題以及缺點(diǎn)都進(jìn)行了優(yōu)化和分析。從對盲人燙傷問題的了解到深入研究，我們始終致力于將設(shè)計(jì)做到人性化、多元化，盡力為特殊人群提供更優(yōu)質(zhì)，更方便的生活條件。

參考文獻(xiàn)

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項(xiàng)目內(nèi)容：大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目省級(jí)立項(xiàng)“有愛無礙·一觸即防”—盲人防燙測溫指環(huán)設(shè)計(jì)，項(xiàng)目編號(hào)：202110152137。

作者簡介

宋泊寧，女，漢，1999年9月生，河北省石家莊人，本科，大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)，研究方向：人性化設(shè)計(jì)。