科技赋能视障群体学习：合工大团队研发可触摸智能盲人辅助学习设备

　日期：2025-12-24　点击数：969

近日，合肥工业大学灵指科技小队研发的 “基于多模态交互的盲人学习辅助设备” 引发行业关注。该设备创新性破解了视障群体学习资源匮乏、盲文学习效率低等痛点，为推动盲文数字化普及、实现教育公平提供了全新解决方案。

聚焦痛点：视障群体学习面临多重困境

当今社会步入信息时代，近年来我国数字化进程持续加快，传统图书出版增速放缓，电子图书需求稳步提升。然而，受盲文特殊性与盲文出版印刷局限性影响，传统盲文纸质图书已难以满足盲人群体日益增长的个性化文化需求；同时，电子图书自身特性也决定了其并不适合盲人阅读。因此，实现盲人阅读数字化迫在眉睫。

根据世界卫生组织2019年发布的《世界视力报告》，全球视力损伤或失明人数已达22亿。另据中国残联2024年统计公报，我国视力残疾人数约为1731万。

在老龄化加剧的背景下，我国视力残疾人数正以年均约2%的速度持续增长，他们对学习的强烈需求与现有学习资源匮乏形成鲜明反差。目前，盲人学习方式正处于从传统阅读向数字化阅读转变的起步阶段，但市面上的盲人阅读解决方案多存在成本高、技术研发滞后、推广渠道有限等问题，无法为盲人群体提供舒适、精准的服务体验。

此外，中国残联数据显示，我国约 80% 的盲人尚未掌握盲文。盲文普及率低直接影响视障人士的就业率与社会融入能力。国家高度重视残障群体权益保障，《“十四五” 残疾人保障和发展规划》明确提出推广国家通用盲文，《马拉喀什条约》的生效也为盲文数字化扫清了版权障碍。但当前市面上的辅助工具要么成本高达数万元，要么功能单一，难以覆盖不同年龄段、不同经济条件视障群体的需求。这份对视障群体的共情，成为了团队研发的核心动力。

产品介绍：多场景、多模态打造沉浸式学习体验

该团队研发的设备是一款专为视障群体定制的软硬件结合智能辅助学习工具，从功能设计到操作细节，处处融入对特殊需求的考量，真正践行了科技造福百姓的宗旨。

1. 实现纸质资料文字向盲文的快速实时转译

通过设备摄像头直接拍摄书页，印刷文字可即时转换为盲文信号，驱动点显器动态显示。这一技术让任意纸质书籍、文件都能快速转为可触摸的盲文，极大拓展了可阅读材料的来源，提升了获取效率。

2. 打造契合视障人群使用习惯的独立操作交互系统

系统以视障用户独立操作为核心设计目标，从拍照定位、文字识别到盲文触摸阅读，全流程均通过清晰的语音提示和物理按键引导完成，无需他人辅助，真正实现自主操作。

3. 提供低成本、便携且适配多场景的阅读辅助方案

通过结构优化与本地化生产，设备硬件成本大幅降低。产品轻便易携，不仅适用于居家学习，还能方便带入课堂、图书馆等日常场景，让盲文阅读融入生活与学习的各个角落。

核心突破：三大创新点填补行业空白

相较于传统盲人辅助工具，该系统突出人文关怀，以视障群体视角开展研发，创新优势十分显著：

1.多模态功能在嵌入式平台上的模块化集成与协同调度

项目以树莓派 4B 为核心，在单一 Raspberry Pi OS 系统上，通过 Python 实现多个异构技术模块的深度集成。技术核心在于依托统一的 Python 主控程序，对计算机视觉（OpenCV + Tesseract-OCR + MediaPipe）、语音处理（百度 AI SDK）、盲文转换（liblouis + Jieba + Pypinyin）及底层硬件驱动（GPIO、串口）等模块进行高效任务调度与资源管理。

2.实现从印刷图像到盲文点阵的端到端转换算法链

系统构建了一条完整的实时信息转换技术链路：OpenCV图像采集与预处理→ Tesseract-OCR文字提取→Jieba分词与Pypinyin转音→liblouis盲文编码生成。其技术关键在于将上述独立的开源库和算法，通过自定义的映射规则与流程控制代码串联成一个针对中文盲文转换的专用处理流水线，并最终通过串口通信协议驱动电磁点显器完成物理呈现，实现了从视觉到触觉形态的自动转换。

3.研发基于 MediaPipe 模型与双缓冲机制的嵌入式手势交互阅读系统

在电子书阅读功能中，系统在树莓派上实现 MediaPipe 手部关键点检测模型的持续运行，通过分析摄像头视频流识别静态手势并映射为控制命令。同时，为保障阅读流畅性，软件层面采用流式处理与双缓冲机制：后台线程预转换和排版盲文编码，前台驱动点显器刷新显示。两项技术结合，在嵌入式平台上实现了无需额外传感器的实时、无接触交互阅读体验。