淺談對盲人防燙測溫指環(huán)的創(chuàng)新性研究

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注點。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，將光學和仿生學結合，多次試驗并不斷改良，來解決盲人防止燙傷這一問題。同時對指環(huán)的外觀進行創(chuàng)新性設計，不斷提升盲人佩戴時的安全感與舒適度，使設計更人性化。

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

一、前言

眼部疾病在世界范圍內(nèi)一直是一個備受關注的公共衛(wèi)生問題[1]。依中國殘疾人聯(lián)合會的報告表明，直到2010年結束，我國大約還有1263萬的盲人[2]。這表明每80人中就有一個稱得上是“黑暗中的行者”，在中國這個群體十分龐大，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，往往會遇見很多不可避免的麻煩。盲人群體不能通過看這一動作認知過外面的世界，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]。其中盲人因為視力問題誤觸燙傷、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計與研究，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。同時人工智能技術的不斷應用讓更多的特殊人群過上了更加豐富多彩的生活。而能否設計出效率高，實用性強，可行度高的防燙傷測溫指環(huán)就成了思考的重點。

二、盲人防燙測溫指環(huán)工作原理

1、設計原理及構成

基于對盲人防燙測溫指環(huán)的設計方案主要分為以下兩個部分。

（1）該部分是盲人指環(huán)的基本原理，采用以光學系統(tǒng)作為控制原件，以紅外探測器模塊對距離進行探測，并檢測到前方高溫時，將紅外輻射轉(zhuǎn)化為蜂鳴器的聲音信號，蜂鳴器的聲音變化會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，需要躲避。比如在測物溫模式下，佩戴者伸手取物時若檢測到高溫（50攝氏度及以上）時，會發(fā)出蜂鳴提醒盲人使用者，當使用者離的越近，蜂鳴報警器的聲音越急促，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、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、智能語音板塊、蜂鳴報警器、電源、外殼組成。

紅外輻射會因為佩戴者在一定空間內(nèi)的移動而發(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，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引腳的功能分別為傳感器供電、輸出電信號、傳感器接地端。熱釋電紅外傳感器會把紅外輻射轉(zhuǎn)化為電信號，電信號再經(jīng)過信號放大裝置后輸入進信號的采集和信號處理電路，處理后的會向單片機輸出高電平，由單片機輸出信號來控制蜂鳴報警器和智能語音板塊。此外，在指環(huán)的尾部兩側會有兩個按鈕，分別控制蜂鳴報警器和智能語音板塊的開關狀態(tài)，方便使用者合理使用。

三、盲人防燙測溫指環(huán)的創(chuàng)新設計

1、外觀設計及使用

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

此次盲人防燙測溫指環(huán)的設計有以下幾個特點：

（1）指環(huán)佩戴時，突起處向掌心方向，在測物溫模式下，佩戴者伸手取物時如若檢測到高溫（50攝氏度及以上）時，會發(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額頭，進行實時測溫，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，使用者可以根據(jù)喜好選擇。同時，開口指環(huán)可以更好的適應各種手指尺寸。

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，對測溫指環(huán)進行再次改良，指環(huán)模式的切換按鍵采用盲文書寫的方式進行實現(xiàn)。放大測溫單位的使用方式，紅外溫度傳感器與蜂鳴報警器契合，減少了不必要的觸摸。同時，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）加強測溫的可實踐性。

采用貼合手指的外形設計，指環(huán)的圓型環(huán)狀設計和指環(huán)內(nèi)側的軟體設計增加了使用時的質(zhì)感和舒適度，外觀更加契合手指的弧線。結合手指發(fā)力與受力點，對所使用指環(huán)的受力部分拇指的位置進行材料的軟處理。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）服務設計與人性化相結合。

服務設計是一種設計思維方式，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)狀設計，與手指完美結合，指環(huán)兼具閉口指環(huán)和開口指環(huán)兩種型號，使用者可以根據(jù)喜好選擇。同時，開口指環(huán)可以更好的適應各種手指尺寸。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)的尾部兩側會有兩個按鈕，分別控制蜂鳴報警器和智能語音板塊的開關狀態(tài)，方便使用者合理使用。使盲人防燙測溫指環(huán)可以實現(xiàn)產(chǎn)品的人性化、多元化。

四、結語

設計為人所服務，是為不同需求的人們提供便利的方式。我們不僅僅要服務于大眾，更應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，我們從盲人的實際生活出發(fā)，將觸覺感官與指環(huán)相結合，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)次模擬實驗和真實考察，將可能出現(xiàn)的問題以及缺點都進行了優(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計做到人性化、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

[1]楊晗.適用于盲人的速食品觸覺包裝設計[D].湖南工業(yè)大學，2015：1.

[2]程黎，顧定倩，劉艷虹，魏丹.我國盲文使用狀況的調(diào)查研究[J].語言文字應用，2013（02）：42-48.

[3]趙浩凱.觸覺啟動——適用于盲人的包裝設計探究與思考[J].裝飾，2012（08）：96-97.

[4]周德召，王合龍，陳方.調(diào)幅式調(diào)制盤導引頭干擾原理分析及驗證[J].激光與紅外，2015，45（07）：850-853.

[5]孫百順.基于無線熱釋電紅外傳感器網(wǎng)絡的人體定位系統(tǒng)研究[D].合肥工業(yè)大學，2020：2.

項目內(nèi)容：大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目省級立項“有愛無礙·一觸即防”—盲人防燙測溫指環(huán)設計，項目編號：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)大學藝術設計學院視覺傳達設計，研究方向：人性化設計。