دستگاه لمسی مبتنی بر پین برای افراد دارای اختلال بینایی: تشخیص لبه بلادرنگ و بازنمایی لمسی با استفاده از هوش مصنوعی

این مقاله به معرفی و پیاده سازی یک سامانه نوآورانه بازخورد لمسی بلادرنگ برای افراد دارای اختلال بینایی می پردازد که با بهره گیری از هوش مصنوعی، ساختارهای تصویری را به صورت حسی قابل درک می سازد. سیستم پیشنهادی متشکل از یک دوربین، الگوریتم تشخیص لبه (HED) و شبکه های عصبی کانولوشنی (CNN) است که بر بستر سخت افزاری اجرا می گردد. تصاویر دریافتی پس از پیش پردازش، توسط HED تحلیل و نقشه لبه تولید می شود. سپس شبکه CNN به منظور کاهش نویز و افزایش وضوح مرزها، این نقشه را پالایش می نماید. نتایج حاصل بر روی آرایه ای ۸×۸ از پین های مکانیکی بازنمایی می شود که تحریک هر پین از طریق مدولاسیون پهنای پالس (PWM) و متناسب با شدت لبه در ناحیه مربوطه کنترل می گردد. ارزیابی تجربی نشان می دهد که کاربران نابینا قادر به درک اشکال ساده با دقت ۵۸٪ و در زمانی می انگین ۳.۴ ثانیه هستند. همچنین، سامانه از کارایی بلادرنگ با زمان پردازش کمتر از یک ثانیه برخوردار بوده و به بهبود ادراک فضایی کاربران منجر شده است. این پژوهش گامی موثر در توسعه واسطه های لمسی مبتنی بر بینایی ماشین برای توانمندسازی افراد نابینا به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

بازخورد لمسی ، بینایی ماشین ، نابینایان ، هوش مصنوعی