Cómo dos aplicaciones están convirtiendo los teléfonos inteligentes en dispositivos de navegación para personas ciegas
La primera vez que fui testigo de los desafíos de la discapacidad fue cuando comencé la universidad en 2016. Mis compañeros de albergue procedían de toda Asia y África y seguían diferentes carreras y pasatiempos, cada uno con su propia identidad cultural y experiencias vividas.
En aquel entonces, un ala entera de mi albergue estaba dedicada a estudiantes ciegos y compañeros con visión limitada. Encontrarlos en los callejones, de camino a los comedores o hacia la universidad y guiarlos hasta su destino, de la mano, se convirtió rápidamente en una rutina diaria.
Las breves conversaciones siempre fueron fascinantes y la memorización de volúmenes enteros de poesía urdu nunca dejó de sorprenderme. Durante la temporada de exámenes, regularmente me ofrecía como escritor voluntario mientras mis amigos narraban las respuestas.
Fue una experiencia reveladora para mí, pero dos aspectos se destacaron. Primero fue la presencia permanente de los teléfonos inteligentes en sus vidas. En segundo lugar, a pesar de ser considerada una universidad nacional, había una total falta de asistencia para discapacitados, especialmente para los residentes o invitados ciegos en todo el campus.
Estas deficiencias van desde una infraestructura no planificada hasta la falta de una tecnología de apoyo. Saif Khan, un arquitecto, me dice que no existen directivas estándar para hacer que los edificios sean accesibles para las personas ciegas. “Lo mejor que hacemos es construir rampas para personas con discapacidades motrices”, dice a Digital Trends Khan, propietario de Pause Design Studio en la capital nacional de la India.
La situación es desalentadora por múltiples razones. El Dr. Arif Waqar, que ha trabajado extensamente con personas ciegas, me dice que incluso en el mundo académico de las ciencias médicas, la atención se centra más en el aspecto curativo que en la solución de los problemas existentes.
“No apostamos por el lado de la innovación técnica. Y eso significa que los problemas del mundo real continúan persistiendo sin una solución universal. La asistencia a la navegación es una de ellas”, afirma Waqar.
Una nueva forma de ayudar a las personas ciegas
Un equipo de la Universidad de California, Santa Cruz, quiere utilizar aplicaciones de teléfonos inteligentes para ayudar a las personas ciegas a navegar por los edificios. En particular, estas aplicaciones no requieren ninguna configuración técnica preexistente y sólo necesitan los sensores internos de un teléfono. Ni siquiera el módulo de la cámara forma parte de la ecuación aquí.
Roberto Manduchi, profesor de informática e ingeniería en UC Santa Cruz, encabezó el desarrollo de estas aplicaciones para ayudar a los usuarios ciegos a moverse dentro de un edificio mediante señales de audio. La parte más conveniente (y segura) es que los usuarios no necesitan sostener el teléfono mientras lo usan.
Piense en estas dos aplicaciones, denominadas Wayfinding y Backtracking, como el equivalente de GPS para la navegación en interiores. Sin embargo, a diferencia de otros intentos que requieren sensores preinstalados en edificios o GPS no confiables, estas aplicaciones solo necesitan sensores instalados dentro de un teléfono para ofrecer orientación.
Específicamente, el equipo utilizó lecturas de los sensores inerciales (acelerómetro, giroscopio y magnetómetro) para medir el progreso de la navegación. Aunque dependen principalmente de los parlantes de los teléfonos inteligentes para recibir señales vocales, las aplicaciones también se pueden combinar con un reloj inteligente.
Cinco metros antes de cada curva, las aplicaciones informan al usuario sobre el próximo cambio de dirección. Mientras que la aplicación Wayfinding ayuda con la entrada y la navegación, la aplicación Backtracking utiliza el plano del viaje inicial y simplemente lo invierte para proporcionar la guía necesaria.
En un futuro próximo, el equipo espera integrar la tecnología de visión por computadora en las aplicaciones. Eso permitiría a los usuarios hacer clic en una imagen de su entorno cuando se encuentren en un lugar complicado y hacer que la IA describa el mundo que los rodea.
La visión es similar a cómo los chatbots de IA modernos ahora pueden procesar imágenes , permitiendo a los usuarios simplemente apuntar con la cámara y dejar que la IA le dé sentido.
como funciona todo
Como parte de las pruebas, el equipo de UC Santa Cruz tuvo siete participantes ciegos que utilizaron la aplicación Wayfinding para recorrer rutas, que tenían 13 giros en total. A continuación, utilizaron la aplicación Backtracking para volver sobre su camino original en el viaje de regreso.
Estas aplicaciones no dependen de ninguna infraestructura externa ni requieren que los usuarios sostengan los teléfonos en una posición determinada para capturar datos de su entorno. Las aplicaciones funcionan bien incluso cuando el teléfono está guardado de forma segura en los bolsillos.
Esta es una victoria crucial desde el punto de vista de la conveniencia. "Los viajeros ciegos normalmente utilizan un bastón largo o un perro guía, por lo que ya tienen una mano ocupada maniobrando el bastón o sosteniendo al perro", dice el artículo de investigación, que ha sido publicado en la revista ACM Transactions on Accessible Computing .
Para la aplicación Wayfinding, el equipo probó dos algoritmos separados: Azimuth/Steps y RoNIN. El primero se basa en el concepto de seguimiento de pasos, creando un vector de pasos bidimensional en cada paso registrado e información direccional extraída de la brújula integrada del teléfono.
Para estimar la posición del usuario se aplica un sistema de “estimación”. "Esto es similar a la antigua técnica de navegación que calculaba la trayectoria de un barco usando la brújula para el rumbo y un chip log (una cuerda con una cantidad de nudos colocados regularmente) para la velocidad", explica Manduchi. "Se reconstruye la trayectoria del barco dibujando una línea en el mapa según el rumbo y la velocidad medidos".
Los errores algorítmicos (o "deriva") son inevitables. Para contrarrestar esto, el equipo utilizó una técnica llamada filtrado de partículas, que se utiliza principalmente para el seguimiento espacial. En este caso, se utilizó filtrado de partículas para agregar ciertas restricciones correctivas para evitar esta deriva.
“No podemos cruzar paredes (a menos que seamos Superman). Agregar estas restricciones previas (a partir de los planos de planta subyacentes) reduce drásticamente el efecto de la deriva”, dice Manduchi a Digital Trends.
El algoritmo RoNIN se implementó principalmente como análisis comparativo y de seguridad, y durante el transcurso de las pruebas, solo fue necesario una vez. Para estimar la ruta más corta, las aplicaciones se basan en el sistema GameplayKit de Apple, un marco utilizado principalmente para crear juegos. En particular, Apple ya tiene un marco de mapas interiores disponible para los desarrolladores.
El equipo también utilizó controles basados en relojes inteligentes en un Apple Watch, utilizando una combinación de controles que incluyen deslizamiento táctil, movimiento Digital Crown y VoiceOver. Las aplicaciones alertan a los usuarios sobre el siguiente giro, patrones de movimiento incorrectos, puntos de referencia cercanos y cuándo ingresan a un nuevo segmento de ruta.
El equipo expresó confianza en la técnica de localización basada en inercia que impulsa la aplicación, principalmente porque es accesible y no requiere ninguna infraestructura externa para ofrecer servicios de orientación. Sin embargo, Manduchi me dice que Wayfinding y Backtracking son “sólo aplicaciones experimentales, aún lejos de una versión de distribución”.
En particular, el equipo está considerando la ruta del código abierto a través de la plataforma del Centro de Investigación sobre Software de Código Abierto de la UCSC. Sin embargo, una publicación pública podría tardar algún tiempo para abordar "varias cuestiones prácticas", dice Manduchi. Lamentablemente, una de esas cuestiones es de naturaleza fundamental.
La gran advertencia
La comodidad es un tema recurrente detrás de las dos aplicaciones y parece que no existen limitaciones de hardware exigentes. Pregunté si las aplicaciones requerían un cierto nivel de potencia de silicio durante las pruebas o si la aplicación terminada tenía una base de rendimiento.
Manduchi me dice que no existen tales expectativas de rendimiento para el hardware nativo, ya que el equipo probó las dos aplicaciones en un iPhone X, que salió hace ocho años. Es seguro asumir que cuando las dos aplicaciones se lancen públicamente, la mayoría de los propietarios de iPhone podrán ejecutarlas con facilidad.
Ahora, la aplicación Wayfinding depende de la disponibilidad de planos de planta. Sería inútil si la aplicación no tuviera el plano ya guardado en su directorio. Más específicamente, los planos de planta del edificio deben presentarse en formato vectorizado.
El equipo de Manduchi ya ha resuelto un aspecto de ese obstáculo crucial. "Creamos una aplicación web que facilita la vectorización de un plano de planta en cualquier formato existente, de modo que nuestra aplicación pueda utilizarlo", dice Manduchi a Digital Trends. Dice que están buscando lanzar públicamente la aplicación web en un futuro próximo.
El verdadero obstáculo es la disponibilidad de estos mapas de construcción, vectorizados o no. “Nuestra experiencia es que la disponibilidad de planos de planta de edificios públicos es irregular y los planos disponibles pueden estar en varios formatos”, me dice Manduchi.
Ese problema sólo puede resolverse con la participación voluntaria o si el Estado decide intervenir. “Como arquitecto, entrego a mis clientes el plano de planta o el croquis digital en formato PDF, porque eso es lo que necesitan ver. Hablando de manera realista, los voluminosos mapas vectoriales de los archivos IMDF no les sirven de nada”, me dice Khan.
Enfatiza que aquí no existe ningún secreto comercial de línea dura, pero la mayoría de las firmas o entidades de arquitectura no compartirán los mapas vectoriales en 3D. "Piense en ello como una propiedad intelectual, algo que es la base del trabajo que hice", me dice Khan.
Estos mapas vectoriales generalmente se crean en aplicaciones exigentes como Revit o AutoCAD y solo se pueden ver o manipular usando esas aplicaciones. Por lo tanto, no tiene mucho sentido compartirlos de cualquier manera, ya que el cliente sólo necesita un mapa del piso que pueda abrir y comprender, como dibujos en un simple PDF o una hoja digital.
Incluso si el propietario actual de un determinado edificio acepta proporcionar una copia del mapa para aplicaciones como Wayfinding, primero tendría que localizar al arquitecto o la empresa de planificación detrás de él. Podrán o no compartir por motivos logísticos, contractuales o cualquier otro motivo legalmente protegido.
Sin embargo, la situación se vuelve aún más complicada para los edificios gestionados por entidades gubernamentales. Estos podrían ser cualquier cosa, desde el hospital público más cercano hasta la estación de metro local. Solicitar un permiso y obtener su aprobación para acceder a los mapas vectorizados podría ser un proceso largo y tedioso.
En la India, por ejemplo, durante la época colonial británica se construyeron campus universitarios, infraestructura pública y oficinas gubernamentales. Encontrar un mapa o incluso un plano arquitectónico sería como encontrar una aguja en un pajar histórico.
El único camino a seguir sería reasignarlos digitalmente de manera profesional, lo que sería otra tarea enorme. Por ahora, el código abierto parece ser el único camino significativo a seguir, ya que eso al menos garantizaría que las aplicaciones Wayfinding y Backtracking puedan proporcionar asistencia de navegación en cualquier capacidad significativa.
“No existe ninguna disposición arquitectónica para personas ciegas. No existen directrices que se puedan hacer cumplir”, me dice Khan. "Estas aplicaciones al menos ofrecen una ruta viable para superar esos errores".