让听障者用手套“说话”

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• 发表时间：2014-04-02
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　　遇到听障人士，即使对方用手打哑语，你仍然无法准确理解他的意思。这样的情况你是否遇到过？你是否想过如何消除这样的沟通障碍？北京市第二中学分校的于宛禾、马海雯、庄雨森这三名学生，用自己所学的课外知识，发明了一副带有液晶显示功能的“数据手套”。它可以在听障人士打手势的时候，把动作转换成文字，显示在液晶屏幕上，实现无障碍交流。在上周末的北京青少年科技创新大赛上，三个初中生的发明让大家眼前一亮。 “数据手套”的“主创”于宛禾向记者讲述了这副“神奇手套”的诞生过程。

　　我的偶遇

　　听障人士难沟通

　　有一次，我在上学路上遇到了一个聋哑人，他拦住我向我比划了半天，我一直没明白他的意思。因为我看不懂他的手语。后来我掏出纸笔让他写，才明白他是要问路。这件事使我开始思考，如何使聋哑人和我们正常人顺畅地交流呢？

　　我把这件事跟我的同学马海雯、庄雨森提起来，发现大家都遇到过类似的问题。于是，我们就组成了一个科技创新小组，决定用科技的手段来解决这个问题。经过和老师的讨论，我们决定尝试用手势转换成汉字的方式，这样既方便了听障人士，让他们能够使用自己已经习惯的手语，也能让我们正常人看得明白。

　　我们的准备

　　网上找到神奇材料

　　我们与辅导教师—东城区青少年科技馆高凯老师进行讨论，初步确定了研究目标。听障者对手语是非常熟悉的，而我们正常人对于手语却了解的并不多。我们的目标就是把听障者熟悉的手语和正常人能够明白的语言进行转换，让我们能够和听障人士进行正常的沟通。

　　但是，如何进行“手势”和“语言”的转换？经过查阅资料我们发现，现有的手势控制大多是使用摄像头来采集手势的信息，然后根据图像进行翻译，但是这样不仅比较麻烦，而且不准确。我们希望能通过手势的变化，直接进行信号采集和转换。按照这个想法，大家开始在网上查询是否有相关技术可以利用，不久我们就发现了一个新鲜玩意儿—弯曲度传感器。它可以根据弯曲程度的不同改变电阻，产生不同的信号，我们立即意识到，这个“神器”可以用到我们的设计中。进行讨论之后，大家决定选用弯曲度传感器，通过每一根手指的弯曲来检测电阻的变化，经过一系列转化最终显示出不同的汉字。

　　我们的努力

　　耐心“翻译”模拟信号

　　我们决定用“手套”作为载体，进行项目制作。

　　弯曲度传感器被贴在手套背面，用于检测手指的弯曲度。当手指处于伸直的状态的时候电阻为15k，手指处于弯曲状态的时候电阻在15k至25k之间。阻值的细微变化就会被单片机检测到。这些细微变化的信号是模拟信号，我们要做的是将模拟信号通过“数模转换”转换成的数字信号，翻译成语言，最终转化为文字，显示在液晶屏上。这个翻译信号的过程，是整个项目中最“磨人”的。

　　要将细微的变化用程序语言表示出来，这个过程不仅需要耐心，也需要“人品”。首先，由于每个人做手势时手指弯曲的角度是不同的，我们必须设法忽略细小的角度差异，所以我们需要将数据“模糊处理”，比如将10°至20°定义为弯曲角度1，角度1表示“你在哪儿”，其他手势也是同理。另外，当人试图弯曲小指时，无名指大多数情况会随着一块动，这种“联动”现象往往造成转换数据的不精确，所以我们需要将一切不表达意义的“联动”手势去掉，这就需要不停地试验。因为以上种种问题，虽然最终的程序只是短短的几行，但是这几行符号却需要进行无数次的调试，有时候一整天也不能确定信号到底该怎么转换。

　　但是从五年级到初三，我一直都在跟“程序”打交道，编程就是这样，有时候落下一个符号都不行，生气、着急都没用，只能回去一行一行找错误。几年下来，脾气都磨没了，现在所有人都说我脾气好。

　　对着“数据手套”，自然也只能耐下性子慢慢来。有时候数据总是对不上，条件稍微一改变，程序就不认识了，于是剥开一颗糖，假装在“手套”面前晃晃贿赂一下，当然糖是自己吃掉了。经过无数次锲而不舍的调试后，手套上的液晶屏终于正确地显示了“你在哪儿”几个字。当时真是欣喜若狂，忍不住剥了两颗糖吃。

　　现在，我们三个小伙伴已经翻译出一些简单的语句，例如“你在哪儿”、“我在参加科技创新大赛”、“谢谢”、“不客气”等等，当然更多的语句还有待之后的开发。

　　手套功能拓展

　　警察试用也“点赞”

　　在“数据手套”开发过程中，我们发现除了听障人士可以用它“说话”，它还有更广阔的应用领域。

　　在黑暗处，人们看不清楚对方的手势但是又要表达一些信息的时候，例如警察在黑暗中执行任务，但不方便用语言来进行沟通的时候，就可以通过两只“数据手套”之间的无线通讯模块进行远程的通讯。

　　去年寒假，我们特意戴着手套去找警察叔叔让他们试用了一下。我们的两只数据手套理论上相隔100米也能相互传达信息。试验的时候我们让两个警察叔叔分别戴上一只手套，两人相背走到房间的两角，相隔几十米，其中一个人做出“你好”的手势，另一人手套上的电子显示屏上立即准确地显示出了“你好”两个字。手套没有“掉链子”，我们都很开心，警察叔叔们则非常惊讶，夸赞我们的发明“太酷了”。得到警察叔叔“点赞”，我们都有点受宠若惊了。

　　我们的计划

　　让手套开口“说话”

　　下一步我们还希望进一步完善这个作品。首先是增加数据量，也就是让我们的手套能够显示更多的内容。我们还将与残联的老师联系，从听障人士的需求出发，不断完善作品。我们准备在此基础上实现更精细化的文字表达，接近手语的表达方式。
　　另外，我们希望增加一个语音功能，让我们想要表达的信息不仅能够转换成汉字,还能够直接转化成声音“说”出来，这样就会更加方便听障人士交流。

　　第三，要增加手套的舒适性，寻找更合适的手套和液晶屏幕。现在的液晶屏幕太大，不方便携带，也给使用带来限制，我们希望能做成腕表式的显示屏。

　　所有这些改进计划将增加“数据手套”的实用功能，进一步提高作品转化为产品的可能性。希望我们的发明能最终实现听障人士与大家的顺畅交流。

本文来源：北京晚报  
责任编辑：TY02

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