Neue AR-App hilft Menschen mit Farbsehschwäche

Farbsehschwäche (CVD) betrifft viele Leute weltweit und schränkt ihre Fähigkeit ein, verschiedene Farben zu sehen und zu benennen. Das kann alltägliche Aufgaben schwierig machen, wie zum Beispiel Klamotten auszuwählen oder Etiketten zu lesen. In diesem Artikel besprechen wir eine neue Möglichkeit, Menschen mit CVD zu helfen, Farben zu erkennen und zu benennen, und zwar mit einer Augmented Reality (AR) App, die für Smartphones entwickelt wurde.

#Was ist Farbsehschwäche?

Farbsehschwäche bezieht sich auf eine Reihe von Bedingungen, bei denen Menschen Schwierigkeiten haben, bestimmte Farben zu unterscheiden. Die häufigsten Arten sind Rot-Grün-Blindheit, die Menschen unterschiedlich betrifft, je nachdem, welchen speziellen Typ sie haben. Zum Beispiel kann jemand mit Protanopie rote Farben nicht sehen, während jemand mit Deuteranopie Schwierigkeiten hat, zwischen Rot- und Grüntönen zu unterscheiden.

Ungefähr 13 Millionen Menschen in den USA haben irgendeine Form von CVD, und weltweit sind es 350 Millionen. Diese Bedingung kann zu Herausforderungen im Alltag führen, von begrenzten Jobmöglichkeiten bis hin zu Schwierigkeiten in sozialen Situationen. Für Schüler mit CVD berichten viele, dass es ihr Selbstvertrauen in der Schule beeinträchtigt, was dazu führt, dass sie sich ausgeschlossen oder langsamer im Lernen fühlen.

#Das Problem beim Erkennen von Farben

Farben werden oft anhand eines trichromatischen (drei Farben) Sichtsystems benannt. Das bedeutet, dass normales Farbsehen auf drei Typen von Zapfenzellen im Auge basiert, die verschiedene Wellenlängen des Lichts erkennen, die Rot, Grün und Blau entsprechen. Menschen mit CVD sehen Farben jedoch anders, weil ihnen eine oder mehrere dieser Zapfenzellen fehlen, was zu einem zweidimensionalen Verständnis von Farben führt.

Zum Beispiel kann ein rotes Objekt für jemanden mit Rot-Grün-Blindheit gleich aussehen wie ein grünes Objekt. Das macht es schwer, Farben genau zu benennen, wenn sie sie visuell nicht auseinanderhalten können. In vielen Fällen erscheinen Farben, die für jemanden mit normalem Farbsehen unterschiedlich sind, für jemanden mit CVD identisch, was zu Verwirrung führen kann.

#Unser Ansatz: Augmented Reality zur Farberkennung

Um Menschen mit CVD zu helfen, Farben genau zu erkennen und zu benennen, haben wir eine AR-App entwickelt, die die Smartphone-Technologie nutzt. Die App funktioniert, indem sie den Nutzern ermöglicht, dynamisch mit Farben zu interagieren, was eine effektivere Möglichkeit bietet, sie zu unterscheiden. Nutzer können mit ihren Fingern über die Smartphone-Bildschirme wischen, um Farbverschiebungen zu erzeugen, die deutliche visuelle Veränderungen in Farben hervorrufen, die sonst verwirrend wären.

#So funktioniert die App

Die App verbessert die Fähigkeit der Nutzer, mit Farben zu arbeiten, indem sie eine dritte Dimension zu ihrem Farbsehen hinzufügt. Normalerweise nehmen Menschen mit CVD Farben in einem zweidimensionalen Raum wahr. Wenn sie die App benutzen, liefern die Farbverschiebungen zusätzliche Informationen, die helfen, ihr zweidimensionales Verständnis von Farben in eine dreidimensionale Perspektive umzuwandeln.

Wenn die Nutzer in der App wischen, erzeugen sie eine Transformation, die die Farben in Echtzeit verändert. Während die Farben sich verschieben, können sie lernen, sie anhand der Veränderungsmuster zu unterscheiden. Zum Beispiel können anfangs verwirrende Farben unterschiedlich erscheinen, wenn man wischt, sodass die Nutzer die Namen von Farben anhand ihrer sich ändernden visuellen Merkmale lernen können.

#Nutzung der App

Um zu starten, müssen die Nutzer einfach ein Foto von der Szene machen, die sie anschauen, was Objekte oder Kunstwerke umfassen kann. Während sie über den Bildschirm wischen, werden die Farben sich verändern. Die App ermöglicht es den Nutzern zu sehen, wie sich Farben verschieben und zu lernen, welche Namen zu welchen Schattierungen gehören. Indem sie Zeit damit verbringen, mit der App zu interagieren und zu beobachten, wie Farben durch ihre Wischbewegungen beeinflusst werden, beginnen die Nutzer, ein besseres Verständnis für Farben aufzubauen.

#Testen der Wirksamkeit der App

Um sicherzustellen, dass die App effektiv funktioniert, haben wir mehrere Tests mit Personen mit CVD durchgeführt. Unser Hauptziel war es herauszufinden, ob die App den Nutzern helfen kann, Farben besser zu erkennen als zuvor.

#Psychophysikalische Experimente

In der ersten Testreihe haben wir analysiert, wie gut die Nutzer Farben unterscheiden konnten, wenn sie die App verwendeten, im Vergleich dazu, wenn sie keinen Zugang dazu hatten. Während der Experimente wurden die Teilnehmer gebeten, Farben mithilfe eines vieralternativen Zwangswahlformats zu unterscheiden. Ihnen wurden verschiedene farbige Flecken gezeigt, und sie mussten den identifizieren, der sich von den anderen unterschied.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Teilnehmer, die die App verwendeten, ihre Diskriminierungsgrenzen senken konnten, was bedeutet, dass sie zwei verwirrende Farben leichter auseinanderhalten konnten, dank der erzeugten Verschiebungen. Für viele Farben berichteten die Teilnehmer von einer deutlich besseren Leistung während der Nutzung der App.

#Längsschnittstudie

Als nächstes führten wir eine Längsschnittstudie über neun Tage durch, bei der wir einer kleineren Gruppe von Teilnehmern erlaubten, die Funktionen der App über mehrere Sitzungen hinweg zu erkunden. In den ersten Tagen wurden die Nutzer geschult, um zu lernen, wie verschiedene Farbverschiebungen den Farbnamen entsprechen. Anschliessend wurden sie auf ihre Fähigkeit getestet, neue Farben zu erkennen, mit denen sie nicht speziell trainiert hatten.

In den darauffolgenden Tagen zeigten die Teilnehmer eine beeindruckende Fähigkeit, neue Farben zu erkennen, die weit über dem Zufallsniveau lag. Das deutete darauf hin, dass sie lernten, Farbverschiebungsmuster effektiv mit Namen zu assoziieren. Am Ende des Trainings konnten alle Teilnehmer Farben basierend auf ihrer Arbeit mit der App genau benennen.

#Anwendungen in der realen Welt

Wir haben zwei praktische Aufgaben untersucht, um zu sehen, wie Nutzer ihre neu erlernten Farberkennungsfähigkeiten in realen Situationen anwenden konnten.

#Bauen mit Lego-Steinen

Eine Anwendung bestand darin, dass die Teilnehmer Lego-Steine nach Farbe gruppierten. Sie sollten Steine für ein Bauprojekt identifizieren und auswählen. Wir liessen die Teilnehmer diese Aufgabe sowohl mit als auch ohne die App versuchen. Während alle Nutzer, die ohne die App Schwierigkeiten hatten, Farben zu benennen, die Aufgabe mit der App erfolgreich abschliessen konnten, nutzten andere, die es leicht fanden, Farben ohne Hilfe zu benennen, die App für genauere Zuordnungen.

#Kunstwerke interpretieren

In einem anderen Szenario schauten die Teilnehmer auf KI-generierte Kunstwerke und beschrieben die Farben, die sie sahen. Ohne die App identifizierten sie oft Farben falsch. Nach der Nutzung der App konnten sie jedoch verschiedene Farben erkennen und ihre Beobachtungen besser artikulieren. Die Nutzer bemerkten, dass die App ihnen half, Verbindungen zwischen sich ändernden Farben und ihren Namen zu ziehen.

#Feedback von den Teilnehmern

Die Teilnehmer in beiden Szenarien gaben positives Feedback zu ihren Erfahrungen mit der App. Sie fanden es einfach, die App zu nutzen und berichteten, dass sich ihre Farberkennung deutlich verbessert hat. Viele bemerkten, wie die Möglichkeit, Farben dynamisch zu sehen, ihr Verständnis und ihr Selbstbewusstsein beim Benennen von Farben verbessert hat.

#Zukünftige Richtungen

Während unsere aktuelle Forschung Erfolg gezeigt hat, um Menschen mit CVD zu helfen, Farben zu erkennen, gibt es noch viel zu erforschen in diesem Bereich. Wir stellen uns vor, die App zu verbessern, indem wir die Benutzererfahrung verfeinern, die Fähigkeiten zur Farberkennung erweitern und bewerten, wie effektiv die App in verschiedenen Kontexten genutzt werden kann.

#Verschiedene Techniken erkunden

Wir glauben, dass es alternative Methoden gibt, um Farbverschiebungen zu erzeugen, die über einfache Drehungen im Farbraum hinausgehen. Zukünftige Versionen der App könnten unterschiedliche Ansätze einbeziehen, wie z.B. das Anpassen der Farbsättigung oder Helligkeit. Indem wir eine Reihe von Optionen erkunden, hoffen wir, die Gesamteffektivität der App zu verbessern und den Nutzern besser beim Erkennen von Farben zu helfen.

#Portierung auf andere Geräte

Die Möglichkeit, die App auf AR-Headsets zu implementieren, ist ebenfalls spannend. Dies würde es Nutzern ermöglichen, freihändig zu interagieren, was es einfacher macht, sich in Echtzeit mit der Umgebung auseinanderzusetzen, während sie die App nutzen.

#Mehr Anleitung bieten

Ein weiterer Bereich für Verbesserungen umfasst das Anbieten von mehr expliziter Lernanleitung für die Nutzer. Personalisierte Unterstützung könnte den Nutzern helfen, die Farbverschiebungen, die sie beobachten, besser zu verstehen und den Lernprozess intuitiver zu gestalten.

#Fazit

Durch unsere AR-App möchten wir Menschen mit Farbsehschwäche ermächtigen, indem wir ihre Fähigkeit zur Farberkennung und -benennung verbessern. Indem wir einen interaktiven Ansatz einführen, der Echtzeit-Farbverschiebungen nutzt, bieten wir den Nutzern ein neues Werkzeug zur Verbesserung ihrer Farberkennungsfähigkeiten. Unsere Studien haben gezeigt, dass die App einen bedeutenden Unterschied im Leben der Nutzer macht, indem sie ihnen hilft, sich aktiver an alltäglichen Aktivitäten zu beteiligen, die Farbe beinhalten. Während wir die App weiter verfeinern und neue Möglichkeiten erkunden, freuen wir uns darauf, noch mehr Menschen zu helfen, die bunte Welt um sie herum zu navigieren.