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远方不再是梦想:3D 打印地图将助力视障患者

远方不再是梦想:3D 打印地图将助力视障患者

Xtecher 丨 行业洞察

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2016-03-09

小花

Xtecher特稿作者

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美国新泽西州中部城市新不伦瑞克的约瑟夫 · 科恩训练中心是由国家赞助专为眼盲及视障人群传授专业技能的地方。曾经,学校的老式木版地图帮助无数视障学生穿梭于不同大楼之间。这些木版地图分布在校园里面,长 2 英尺(约 0.6 米)宽 3 英尺(约 0.9 米),上面标记有各种导航信息。每间教室的位置、各层的楼梯分布及其他大楼的名字均有简略的盲文手工提示标语。


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但是,木版地图通常只在新学生入学需要熟悉校园楼层环境时才会悬挂在三层高的教学大楼墙上。美国罗格斯大学的一位机械工程师 Howon Lee 表示说,「使用这个地图,学生必须牢记学校建筑的所有信息,因为这个木版地图没法随身带走。」终于,这种校园被动导航的历史要被改写了。从去年夏天开始,Howon Lee 和他的学生 Jason Kim 便开始着手利用 3D 打印技术帮助学校改善其亟待提升的盲文地图用户体验。


3D 打印技术现在已经帮助许多建筑师完成了许多以前想都不敢想的建筑设计,激发了城市规划师畅想未来城市布局的想象力,甚至还能帮助历史学家重建被恐怖分子炸毁的古迹局部。那么,为什么不能利用它为全球近 3 亿眼盲及视障的人群服务呢?


Howon Lee 和 Jason Kim 利用学校的 3D 打印机与建模软件为约瑟夫 · 科恩训练中心的地图进行了重新布局,大体基于原有的盲文地图,但改良了部分设计。首先用耐用性能更高的塑料替代了木质材料。其次将每一楼层的导航独立出来,用活页夹把整栋楼的分布放到一起。重新设计完的校园盲文导航合一起正好接近一台小平板的尺寸,所以方便学生们随身携带随时翻阅。虽然看上去很迷你,但是其版面大小也仍然可以囊括每层楼所有重要导航信息。Howon Lee 说 3D 打印地图上给出了每间房的轮廓和形状,沿袭了之前木版地图的图示说明即不同的形状代表不同的房间,如圆圈代表男士洗手间,三角形则代表是女士洗手间,正方形代表电梯,复线代表楼梯。


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Jason Kim & Howon Lee


很显然,可触摸地图并不是什么新鲜玩意儿。通过不同的声音和纹理组合,科学家和建筑学家们想出了许多能够为视障人群导航的设计方案,从而帮助他们更轻松地出行,找到目的地甚至习得其他技能。之前这类地图的绘制需要采用凸字打印机先将纹理印上纸张,才能实现地图的凹凸质感。当然了,尽管 Howon Lee 和 Jason Kim 的 3D 打印地图计划亦并非全球首创,但工程师和设计师正尽全力探索怎样才能利用当下最新科技更好地为盲人群体服务。


2014 年,日本开发人员设计出了一款新的软件,人们只需要下载得到某地的地理空间数据就能打印出一张低成本地图,并且该地图能清晰区分出当地的不同道路,如高速路、人行道及铁路。现在,开发者计划采用 3D 打印技术制作界面更加友好的地图。通过具体描绘出不同地势之间的差异(如地表形状或山高),一旦发生气象灾害也能更利于当地居民的疏散。就在去年,中央密苏里州立大学的学生曾经花费了一个月时间设计出了他们自己学校的 3D 地图。在盲人同学的建议之下,地图中的建筑高度均保持一致,所以使用者甫一接触地图就能立马大致了解校园大小;进出入口采用星星标记;网格线也能帮助用户自我预估不同建筑之间的距离。


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中央密苏里州立大学的 3D 地图


Howon Lee 说,「3D 打印技术的功能非常强大,只有你想不到的东西,没有不能打印出来的。只需要在电脑上渲染好 3D 模型图,将数据传至 3D 打印机,就可以静待佳音了。」


3D 打印有三个最大的优势,分别为轻便易携带、打印速度快以及材料耐性好。Howon Lee 表示 3D 打印还有很多其他更广泛的用途。目前,他和 Jason Kim 正致力于寻找成本更低的批量 3D 打印方案,从而可以让训练中心的所有视障学生人手一册 3D 地图。不过 Howon Lee 的长远目标是能为所有城市开发类似的 3D 地图,助力视障群体出行。


首先,城市变化日新月异。「每天都有新的大厦拔地,每天都有新的项目开始施工。现在有了 3D 打印技术,修改任何城市设计都变得容易了起来,因为一切都经由计算机数码化了。」


那么,未来的城市 3D 地图会长什么样儿呢?任何地图的最核心功能之一就是为用户导航,帮助用户识别不同的建筑物、交通枢纽、铁路、公路,甚至水路、陆路等各种交通要道。来自芬兰的设计家 Samuli Kärkkäinen 已经开始利用地图界的维基百科 Open Street Map 的开放数据在做城市地图 3D 化的项目了。他开发了一个名为 Touch Mapper 的网站,视障用户可以登录该网站输入任意地图页面的网址来打印定制 3D 地图,可以是房子周边的环境也可以是即将出门的某个地方。该网站提供一系列不同的符号和纹理来代表不同的地图特性。

不同的高度和纹理来代表不同的地势;波浪起伏代表川流;细长的线条代表水流较小的溪流;人行道会略高于其他道路…… 事实证明,视障人群使用该 3D 定制地图网站的频率非常高。使用者选定的地点会被标记为一个凸起的小圆锥,而地图的东北角则特意留有一处小标记,用来提示视障用户地图的正确使用方向。

但是工程师们尚未完全解决阻碍 3D 打印地图推广的一些难点。首当其中就是城市范围过大,具体细节又太多。Howon Lee 说基于这一点,制作 3D 地图时总需要在空间利用上留有余地。他计划的是,在新不伦瑞克城的 3D 地图中会重点高亮主要建筑群和交通枢纽,例如市政厅和公交地铁站等,然后采用不同的纹理和形状去标记不同的地图元素。「总的来说,就是放多少细节进地图的问题。很显然,没有人乐意揣着一张巨型地图四处跑。这不科学,对吧?」


所以当正常人纷纷投向智能手机 GPS 定位导航时,工程师和科学家们开始着手为眼盲及视障群体挖掘物理地图的内在潜力。科技发展的确一日千里,但只要能抓住一点点科技的尾巴,并且稍加利用其中一点新技术就能大幅提高部分群体的生活质量的话,何乐而不为呢?



文章来源: theatlantic,由 TECH2IPO / 创见 emmabee 编译,首发于创见科技(http://tech2ipo.com/),转载请注明出处。



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