刘北北 杨子倩
摘要：为了深入探究盲人智能拐杖产品发展现状，本文首先对国内外智能拐杖产品市场的代表产品进行分析，论述国内外智能拐杖产品市场现状，然后阐述盲人智能拐杖产品的适宜尺度，最后提出盲人智能拐杖产品未来的发展趋势，从功能性和技术性角度对盲人智能拐杖产品的发展创新作出展望。
关键词：智能拐杖;盲人群体;市场研究;设计趋势
中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）12-0-02
0 引言
我国盲人的数量较多，对于盲人群体来说，导盲拐杖是他们出行时代替眼睛用于观察路面和探测危险的重要工具。市场上销售的原始的拐棍类拐杖功能单一，不能很好地帮助盲人，并且随着我国盲人数量逐年增多、城市化进程不断加快，城市道路环境反复修缮愈加复杂曲折，简单的拐棍类拐杖不适用于复杂的路况，由此，盲人智能拐杖能够满足盲人安全快速融入公共出行生活的迫切需求。
1 我国盲人智能拐杖产品市场现状
1.1 国内现有智能拐杖产品调研
在国内通过销售渠道可购买的盲人智能拐杖种类较少，CONNOLLY康诺利老人智能拐杖可作为一个参考，其价格在100～200元之间，同时主打八大功能，分别是：LED照明手电筒，可调节远近灯光;可以多档调节的高低尺寸，满足不同身高盲人的需求;防滑脚帮助稳固，防滑减震;报警和闪灯警示，在紧急情况下可向警察和家人发送帮助请求;FM收音机，可收听广播;插卡MP3，能下載音乐;锂电池充电后拥有较长的待机时间，两个小时蓄电后就可以使用12个小时。
国内目前有一些以5G技术为支撑的智能盲杖设计展现出独有的优势，但还没有推入市场。以浙江大学团队研究的“基于5G技术的‘重明智能盲杖设计”这一产品为例，它主要希望通过5G智能技术解决视障人群的出行问题。通过盲杖硬件本身与智能手机的软件相互结合，更好地向盲人提供道路信息，让人能够及时避开障碍物，安全出行。全景相机将随时记录附近的图像信息，实时传输到云端处理器，经过扫描和分析，识别当前道路情况，再通过语音帮助盲人安全出行。5G、全景摄像结合的方法能够免去笨重的处理结构，从而减少产品的重量和体积，云端计算的方法也能让这一产品更可靠[1]。
1.2 国内盲人智能拐杖市场现状
目前，国内在智能拐杖方面取得的实质性成果还较少，市场上的盲用拐杖依旧停留在传统的盲杖功能上。实际上，国内在智能拐杖方面也有不少的创新，但由于技术不成熟、成本难以控制等，在产品的市场化过程中出现了一些问题，导致国内市场并未出现成熟的智能拐杖产品[2]。
市面上可供选择的盲人拐杖非常少。通过实地调研发现，使用传统盲杖的盲人占盲人群体的大部分，有三分之一的盲人甚至不使用盲杖，因为他们几乎不出门，或只在有家人陪同的情况下出门。很大原因在于大部分盲人直接使用的是政府、残联或街道资助的传统盲杖，会自己挑选购买盲杖的盲人只占小部分。
我国盲杖一般在医疗器材店销售，药店里很少会有盲杖，一般的大型商场更是难以找到，由此购买渠道少。同时盲杖相关产品选择少，市面上的盲杖产品基本上大同小异，只是在材质便携性上有所不同。智能电子类的盲杖在各类电商渠道的售卖价大概在1000元左右，这个价格对于盲人群体而言过于昂贵，因此电商渠道的智能盲杖销量都很低。
目前市面上的普通盲杖对于盲人而言有一定辅助出门的作用，但相关作用还是太少。传统盲杖的功能过于单一，只具有通过摆动辅助使用者探查前面道路障碍物的功能，而这样单一有限的功能其实并不能满足盲人在现实出行中的需求。例如，使用传统盲杖，盲人可以避开盲杖可触碰范围的障碍物，但对于身体上半部分的障碍物却无法躲避，很多盲人撞伤头部就是因为这一点。但其传统的普通盲杖具有成本较低的优点，在经济上更能够令盲人接受。
虽然智能拐杖产品研发较少，但目前市场上的拐杖产品许多都具备伸长和缩短的功能，增加了便携性。例如一款铝合金材质的导盲杖，盲人通过传统的敲击摆动等方法，就可以探知周边环境情况，而盲杖的反光膜被汽车灯光照射可以反射关系，能够提醒汽车避让盲人。
值得注意的是，当前许多智能盲杖产品价格偏高，但其品质其实也还不够好，操作按键部分使用工程ABS的材质，其质感较差、体验一般。此外，我国目前有关盲杖各个方面的标准缺乏统一的规范。
2 国外盲人智能拐杖产品市场现状
2.1 国外智能拐杖产品调研
通过对国外盲人智能拐杖市场进行调研，选取以下两个具有代表性的产品进行解析。
智能拐杖UltraCane是2010年后获得广泛关注的盲用智能拐杖产品。UltraCane是最早使用“窄波束技术”的电子移动辅助设备，使盲人不仅可以安全地避开障碍物，并且能够探测盲人的前进道路及周围环境，从而有效地保护盲人的头部及胸部。
UltraCane通过从两个传感器中发出的超声波来检测2～4 m内的街道设施和其他障碍物，同时包括胸部及头部高度前方1.5 m以内的范围，然后再通过手柄上的两个振动按钮向用户提供触觉反馈。盲人可以将拇指放在按钮上，两个按钮指示障碍物的方向，振动的频率告知盲人障碍物的距离情况。这种类型的反馈能够刺激盲人大脑中的空间“思维导图”，使盲人能够获取周围环境和布局的相关信息，避开障碍物安全行走[3]。
WeWalk智能拐杖作为近年来盲人智能拐杖市场的大热产品被大量报道，其官网上的售价为599美元（折合人民币约为3872元），它的主要功能有辨识提示道路前方障碍物、识别道路交通信号以及蓝牙操作手机等。
障碍物检测功能指的是WeWalk在传统手杖敲击得到地面反馈的基础上增加了超声波传感器检测地面障碍物的功能。WeWalk智能拐杖还可以检测到胸部上方的障碍物，如果前方有障碍物，就会通过不同方向的震动提醒盲人注意左右方向。盲人可以通过蓝牙将WeWalk智能拐杖与手机智能进行互联，通过WeWalk的触摸板模拟手机屏幕进行遥控操作，可以让手机被放在口袋里的同时使用手机的所有功能，如电话功能。
WeWalk的导航选项可以帮助盲人探索全新体验，既可以让盲人了解周围的热门场所，如餐馆、咖啡馆、商店、公交站等，也能够接收命令进行导航引路。
WeWalk的设计在符号人机工程学的基础上应用了模块化设计的理念，功能部件可组合拆分。
2.2 盲人智能拐杖国外市场现状
从20世纪开始，国外就一直在尝试对白手杖进行重新设计，且已有超过100项可以检测障碍物并具有相关电子功能的智能拐杖被发明出来。因此，国外在智能拐杖领域已经有了初步的进展，在盲用智能拐杖的產品研发方面也屡有突破。目前，国外的部分国家已推出很多具有创新性和新功能的产品。
一方面，设计这些智能手杖的工程师难以完全掌握盲人的行为特征和具体需求，因此，他们最终制造出的智能拐杖往往使用起来较为复杂，会干扰智能拐杖最重要的核心功能。
另一方面，我们也必须认识到，这些新兴的盲人智能拐杖产品还有很多局限，比如感应范围较小、精准度不够、把手处体积较大重量较重、耗电量快等等。同时，一些智能拐杖的价格也超出了盲人群体可以接受的范围，例如官方售价为599美元的WeWalk智能拐杖，折合人民币将近4000元，对许多盲人来说较为较高。
3 盲人智能拐杖产品具体需求
盲人由感官器官形成的感知系统与健全人相比较为特殊，其产品的适宜尺度是盲人用户对智能拐杖产品最为关心的要点。以触摸的尺寸为例，盲人主要通过触摸判断感知信息，因此是否处于触摸范围对于盲人的感知程度非常重要。因此，智能拐杖设计中，所有需要触摸的部件都需要处于这一适宜的范围，否则便会导致盲人触碰困难[4]。
行走环境对于盲人使用智能拐杖产品的影响也较大，智能拐杖产品需要在不同场景下满足用户的生理心理需求[5]。在盲人极为熟悉的环境里，如盲人的家中，盲人无须辅助即可完成行走等活动，这是由于他对自身所处的环境已经有大致感知或记忆，盲人的心态上也更为放心和从容。而一旦在全新的没有感知过的环境中，盲人在对周边环境除了产生迷茫的感受之外，还会有心理上的害怕紧张等，这样的情况下就需要盲用智能拐杖的辅助[6]。
当盲人使用导盲拐杖时，会以不断敲击扫动的方式探查前方的路面状况。据相关研究显示，90 cm是一个最合适的探查幅度。在道路上行走时，盲人会首先选择靠边行走，这样能保证盲人自身的安全，同时不阻碍他人的行走，还可以用拐杖以敲击的触感掌握前方是否有障碍物以及前方路面是否适合行走等情况。
4 盲人智能拐杖功能性趋势
盲人智能拐杖功能点可分为核心功能、附加功能、其他功能三部分。
核心功能是盲人出行时最重要最核心的功能。第一，精准识别。要识别周边环境可能存在的危险、阻碍等，帮助盲人读取交通信号等无法看到的信息，以便在没有视觉观察的情况下掌握周围环境的信息。第二，导航避障。通过清晰明确的指引，引导盲人适当地行走或停止，到达盲人指定的目的地。第三，照明提示功能，利用灯光提示路上的其他人，帮助盲人避开行人和车辆等。
与基础功能相比，附加功能对盲人智能拐杖的作用并没有那么大，但也是盲人拐杖必不可少的功能。比如，个性化设置常用的路线、行为习惯、常去的地点等;扫描后把需要视力得知的信息变成听觉上可以接受的提示，帮助盲人熟悉周边的情况，如超市的商品信息、车站的站牌显示等;一键呼叫、报警，方便盲人在突发意外情况下的求救，预设盲人的信息、家人电话等，方便在第一时间提供救助。
其他功能，如收音机、MP3音乐功能等帮助盲人娱乐，但需要考虑耗电和操作是否便捷，否则其他功能就可能成为累赘。
5 盲人智能拐杖技术性趋势
盲人智能拐杖的核心功能点基于机器视觉、深度摄像头、感测器、GPS、射频识别、超声波测距、激光雷达等技术的集成，智能拐杖具有精准识别的功能，在这些技术支持下，检测环境障碍并不难实现。所以智能拐杖可以集合目的地导航、障碍物规避等功能。
人们可以将更多先进的技术融入盲人智能拐杖，例如运用在自动泊车领域的窄波束合成技术。如果将这一技术充分利用到超声波雷达上，可以实现范围更远、精度更高、速度更快的探测。
除此之外，将5G、AI处理器、云计算相结合，可以将视觉图像转化为语音提示，从而利用听觉代替视觉使盲人获得信息。这一功能需要先扫描后利用人工智能识别摄像头指向的视觉信息，这就需要借助高效的5G实现大量数据的快速上传和处理。而AI通过深度学习可以提供更人性化的功能，即个性化设置[7]。
值得期待的是，未来的边缘计算技术可以帮助智能拐杖实现实时交互与判断。例如识别到交通信号灯改变，就能自动判断出“开始前进”或“停止通行”。边缘计算技术能够将庞大的数据流量在终端进行过滤分析，减少传输路径和电量消耗，使数据的实时性得以保证。边缘计算通过无数节点实现实时指示，对智能拐杖而言简直是如虎添翼般的存在，但这还得等待盲用设计创新生态的搭建、基础设施的完善[8]。
6 结语
相较于功能单一的原始拐棍类拐杖，盲人智能拐杖是应用智能技术辅助盲人安全便捷出行的重要工具。现阶段，国内智能拐杖市场仍处于初步发展的状态，对于国外创新性智能拐杖产品的研究和盲人适宜尺度的探索都将推动国内智能拐杖市场的发展。新的技术发展、新的功能设计考量能够为未来盲人智能拐杖的发展指引方向。
参考文献：
[1] 吴智慧.基于宜居生活的智能家具与智能家居[J].轻工标准与质梁量，2019（05）：21-22.
[2] 边鋆，于娜，邱子宸.智能化医用家具设计探究[J].艺术科技，2019，32（05）：21-22.
[3] 陈祖建，关惠元.基于感性工学的家具设计方案评价[J].工程图学学报，2009（4）：150-155.
[4] 吴双双，关惠元，申黎明.人体工程学在医用等待椅中的应用[J].技术与创新管理，2019（1）：48-52.
[5] 王慧，苗艳凤.产品设计中的情感化设计趋势研究[J].美术教育研究，2020（14）：112-113.
[6] 杨子倩.产品的情感化设计研究[J].人类功效学，2011，17（2）：69-72.
[7] 李若辉，关惠元.智能化背景下基于开放式创新的企业商业模式演化[J].企业经济，2018，37（06）：25-31.
[8] 周橙旻，吴智慧，罗欣，等.康养家具行业发展现状与趋势[J].家具，2020，41（02）：1-6.
作者简介：刘北北（1998—），女，江苏宿迁人，本科在读，研究方向：产品设计。
杨子倩（1984—），女，江苏扬州人，硕士，讲师，研究方向：家具设计与理论。
