斯坦福大学通过基于触摸的显示器增加对3D建模的访问

斯坦福大学的研究人员设计了一种触觉显示器，旨在使盲人和视障人士可以使用3D打印和计算机辅助设计。为了增加制作机会，斯坦福大学的工程师与盲人和视障者社区的成员合作，开发了一种基于触摸的显示器，该显示器模仿了计算机上设计的3D对象的几何形状。

使用计算机软件创建3D对象通常是实际生产该对象的第一步，对于盲人或视力障碍的人来说可能会很繁重。即使使用具有更容易输入设计方式的3D建模软件，他们仍然必须通过创建可以触摸的物理版本或通过听见有识之士提供的描述来评估其工作。

斯坦福大学机械工程专业的研究生Alexa Siu说：“设计工具使用户能够创造并为社会做出贡献，但在每一个设计选择中，它们也限制了谁可以参加和不能参加。”在这项研究中。“该项目旨在使盲人用户能够独立设计和创建，而无需依赖有见识的调解人，因为这会减少创造力，代理和可用性。”

这项工作是机械工程学助理教授肖恩·福尔默 (Sean Follmer)实验室中 更大努力的一部分 ，以开发触觉显示器(通过触摸传递信息的显示器)用于各种目的，例如人机交互以及共享或解释的新方式。 3D信息。Siu 在国际ACM SIGACCESS计算机与可访问性会议(ASSETS)上介绍了 当前的工作。尽管她展示的显示器是一个原型，但实验室希望制造一个价格更便宜，更大并且能够更详细地创建形状的版本。

论文的共同作者约书亚·米勒(Joshua Miele)是一位盲人科学家，设计师和教育家，曾在史密斯·基特韦尔(Smith-Kettlewell)康复工程研究中心担任技术研发副主任时，曾帮助开发该系统。“这开创了盲人不仅成为制造技术优势的消费者的机会，而且成为其中的代理人的可能性，他们可以从我们想要或需要的3D建模环境中创建自己的工具，并有一定希望在及时”，他说。

加深了解

显示器让人想起美术玩具，因为它是由高高的矩形钉子上下移动形成的形状。通过在随附的3D建模程序中输入所需形状的规格，用户可以通过可触摸的显示器评估其创建。每当他们改变形状时，他们就可以命令显示器重新渲染它。该触觉显示器被认为是2.5D而不是3D，因为显示器的底部不会改变形状。

研究人员与盲人或视力障碍者共同设计了该系统，这一过程是使其满足用户实际需求所不可或缺的。最后，该团队开发了一个系统，该系统可以旋转3D模型，放大和缩小对象，并以拆分的部分显示它-例如彼此并排显示杯子的顶部和底部。用户还可以用多根手指或整个手指来感觉形状，从而增强了他们可以从显示屏上解读的信息。

“真正令人敬畏的是，我不仅可以观察物体的单个状态，而且可以观察物体的各种视角，”帕洛阿尔托Vista盲人中心的辅助技术专家，Son Kim说 。纸。“这为理解您要制造的物体提供了更大的空间。这与有远见的同伴将有相同的机会，在那里他们也将能够看到目标物体的各种视角。”

该团队有五名盲人或视力障碍的人对该平台进行了测试，系统收到了非常积极的反馈，包括用户要求保留他们在测试期间创建的模型的反馈。

该论文的资深作者福尔默说：“就个人而言，我相信获得工具和进行制造的能力非常重要，而且功能非常强大。” “因此，了解他们想要创建的设备，对象和3D模型的类型是最令人兴奋的部分。”

规模和分辨率

随着早期的协同设计和测试过程的成功，研究人员希望提高引脚显示的规模，可负担性和分辨率–目前，每个引脚都相当大，因此显示效果不佳细节。

Siu表示：“我们收到的反馈表明，即使显示效果很粗糙，我们仍然可以进行有意义的交互。” “这表明这种系统在未来有很大的潜力。”

研究人员还希望探索该软件程序的替代方案，该方案需要一定的编程技能，并且依赖于基于文本的通信。一种选择是在系统中，用户可以物理地调整引脚，这会导致代码更改并匹配他们形成的代码。

“我对这个项目感到非常兴奋，”金说。“如果它以具有成本效益的方式朝着实施或大规模分配的方向发展，这将使未来从大学毕业，有视力障碍或盲目的设计师拥有一种工具，可以使一个人或多人获得访问的水平。加强学习;它有助于实现个人普遍获取的原则，并促进独立性。”

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