Рассмотрены проблемы изучения жестового языка. Представлен анализ российского законодательства в области патентного права. Проведен анализ прямых аналогов устройств, а также косвенных аналогов носимых устройств со схожим функционалом. Данная работа описывает этапы проектирования корпуса тренажера для изучения основ жестового языка. Тренажер решает актуальные проблемы обучения жестовому языку, который необходим для общения с глухими и слабослышащими детьми с целью развития их мышления. Результатом работы является проектное решение устройства в соответствие с нормативными требованиями в технической области, функциональными возможностями, удовлетворяющие потребности конечных пользователей.
Ключевые слова: промышленный дизайн, реабилитация, язык жестов, корпус тренажера, эргономика.
Введение
По статистике, которую приводит Всемирная федерация глухих: в мире насчитывается 70 млн неслышащих людей или около 0,1 процента населения. Лиц с ограниченными возможностями (ОВЗ) по слуху насчитывается гораздо больше — около 10 % населения [1]. При этом в России насчитывается около 13 млн. слабослышащих людей, что составляет 10 % населения [2].
Попадая в ситуацию, когда человек или его близкий теряет слух или голос возникает вопрос, как в дальнейшем общаться. Человеку необходимо за короткий промежуток времени изучить новый язык. Основная цель данного проекта помочь людям, желающим выучить жестовой язык. Например, при попадании в сложную ситуацию (внезапную потерю слуха) или желание выучить язык для личных целей. Ставится задача сократить время на получение необходимого уровня коммуникативной компетенции [3]
Материалы и методы
В качестве предпроектного исследования был проведён патентный поиск. Для обозначения потребностей пользователей было проведено интервью с Анной Поппело, которая является председателем Всероссийского общества глухих в городе Томск.
При создании устройств необходимо достичь необходимого уровня эргономической проработки конструкции. Для применения этого требования используется понятие перцентиль [5]. Однако сведения, приводимые в антропометрических справочниках, могут служить лишь для первых, грубых прикидок габаритов проектируемого изделия, в дальнейшем размеры необходимо доработать при тестировании тренажера. Дизайн-решения устройства были проверены экспериментальным путем, были созданы прототипы ремешков, которые крепились к руке, после этого сравнилось движение руки с ремешком и без него, чтобы проверить свободу движения при ношении объекта проектирования.
Результаты
После проведении интервью для сбора данных о потребностях пользователей, а также изучения отзывов об существующих устройствах, было выявлено, что критики отмечают сомнительную пользу от существующих тренажеров [4]. Пользователи обращали внимание, что создатели устройств не учитывали потребности глухонемых. Главной потребностью является изучения жестового языка, а не распознавание и перевод жестов для слышащих людей. После проведения патентного поиска было выявлено, что в настоящий момент на российском и зарубежном рынке нет аналогов сурдо-перчатки с проработанным дизайном, которая бы обладала необходимым функционалом.
Поставлены основные технические требования: разрабатываемое устройство должно быть компактнее и мобильнее.
Конструктивные требования: манипулятор для распознавания языка жестов состоит из следующих модулей, объединенных в одно устройство.
- Блок инерциальных измерительных датчиков (IMU), собирающих информацию о положении рук в пространстве и передающих их на блок 2.
- Блок управления и обработки данных, состоящий из главного микроконтроллера.
- Блок коммутации с программой тренажера или мобильным устройством.
- Блок питания, состоящий из системы контроля питания, литийионного аккумулятора и блока зарядки.
Поиск формы изделия происходил посредством эскизирования (рис. 1). Геометрические фигуры являются основой поиска необходимой формы проектируемого объекта. Форма закладывает в проектирование эстетические и эксплуатационные свойства изделия.
Рис. 1. Эскизирование корпуса устройства
Создание ремешка один из самых важных задач в проектировании подобных устройств, так как в зависимости от эргономических свойств объекта будет зависеть опыт пользователя при взаимодействии с устройством. При выборе итоговой формы было проведено тестирование на нескольких людях с получением от них обратной связи. Итоговое решение ремешка представлено на рис. 2.
Рис. 2. Итоговое размещение на руке
Основной предполагаемый материал итогового корпуса устройства — пластик. Данный материал обладает относительно невысокой ценой. Силикон один из самых популярных материалов для носимых устройств. Уникальным этот материал делают его качества: гидрофобность, сохранение свойств при смене температуры и влажности, диэлектричество, эластичность, долгая служба. Одним из самых важных характеристик силикона является гипераллергенность [6].
Основой крепления датчика стал пластик с силиконовым покрытием. Присоединение ремешка происходит посредством шпильки (разжимного ушка). Данное крепление позволит удешевить производство, так как является стандартным для крепления часов, что позволяет легко снимать или ставить на место крепежный элемент. В случае износа шпильки человек сможет поменять ее самостоятельно, с помощью специального инструмента –шпилькосъемника.
Визуализация итогового решения представлена на рисунке 3.
Рис. 3. Визуализация устройства
Обсуждение полученных результатов
По итогу работы был разработан корпус тренажера для изучения основ русского жестового языка в соответствие с техническими требованиями и функциональными возможностями, удовлетворяющие потребности конечных пользователей.
К преимуществам данного изделия можно отнести эргономичность формы устройства и его месторасположения на руке, что позволят сделать его использование удобным. Из решенных проблем можно отметить: эргономичная форма изделия, выявленная путём проведенных эргономических исследований на пользователях, а также из расчета методов и способов проектирования корпусов и оболочек носимых устройств.
Заключение
Была собрана информация о российском и зарубежном рынке подобных устройств. Составлены требования к использованию и проектированию. Дизайн-решения устройства были проверены путем макетирования и тестирования. Материалы были выбраны исходя из контекста использования, стоимости, срока службы.
Предложенное решение является нововведением в области обучения жестовому языку и позволяет сэкономить время и ускорить процесс изучения языка. Пользователь самостоятельно изучает материал, быстрее нарабатывает базовый навык общения, может выбирать в удобное время и место занятия.
Литература:
- Всемирная Федерация глухих: сайт. URL: https://wfdeaf.org (дата обращения 10.09.2022).
- Слух Онлайн. URL: https://sluh.online/statistika (дата обращения 10.09.2023).
- Димскис, Л. С. Изучаем жестовый язык. — Москва Академия, 2002. — 123 с.
- CCN Health: URL: https://edition.cnn.com/2023/06/30/health/sign-language-glove-ucla-scn-scliintl/index.html (дата обращения 29.11.2023).
- Фех, А. И. Эргономика: учебное пособие / А. И. Фех. — Томск: Томский политехнический университет, 2014. — 119 с/
- Шкуро, А. Е. Технологии и материалы 3D-печати: учебное пособие / А. Е. Шкуро, П. С. Кривоногов. — 1 электронное. — Екатеринбург: УГЛТУ, 2017. — 97 с.
