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Transformando la profundidad en sonido para los ciegos

Un estudio evalúa métodos efectivos para ayudar a personas ciegas con la percepción de la profundidad.

― 7 minilectura


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Tabla de contenidos

Dispositivos que cambian la información visual en sonido pueden ayudar a las personas ciegas al brindar información importante sobre su entorno. Estos dispositivos utilizan sensores de Profundidad para entender cuán lejos están las cosas. Sin embargo, las reglas para convertir la profundidad en sonido a menudo se eligen sin razones sólidas. Este artículo analiza cinco formas de convertir profundidad en sonido y evalúa qué tan bien funcionan. El objetivo es ayudar a mejorar futuros dispositivos que ayuden a las personas ciegas usando información de profundidad.

Sonificación y Su Importancia

La sonificación implica usar sonido para transmitir información que normalmente se ve. Incluye alertas en autos o sonidos que hacen los semáforos, que ayudan a las personas ciegas. Los dispositivos que ayudan a las personas ciegas al convertir información visual en sonido pueden ser beneficiosos. Los primeros dispositivos funcionaban con cámaras 2D, mientras que las versiones más nuevas utilizan sensores de profundidad 3D para crear sonido basado en cuán profundo está un objeto.

Se utilizan diferentes métodos en estos dispositivos para transmitir profundidad. Algunos cambian la intensidad del sonido para mostrar qué tan lejos está un objeto, mientras que otros usan el tono, o cuán alto o bajo es un sonido. Algunos sistemas usan sonidos de beep rápido para mostrar qué tan cerca están los peatones, y otros utilizan la calidad de eco del sonido para brindar información sobre el tamaño de un espacio.

A pesar de su utilidad, no existe una forma estándar de convertir la profundidad en sonido para estos dispositivos. Algunos estudios muestran que averiguar cómo conectar diferentes sentidos puede ayudar a diseñar mejores sistemas. Se necesita más investigación para averiguar qué señales sonoras son más efectivas para transmitir información de profundidad.

Evaluando Diferentes Señales Sonoras

Este artículo compara cinco métodos de sonido diferentes utilizados para representar profundidad. Los dispositivos capturan datos de profundidad para ayudar a las personas ciegas a entender su entorno. La investigación se enfoca en distancias que se pueden alcanzar a mano. Este entorno permite probar de manera práctica los diferentes métodos de sonido.

La efectividad de cada método se prueba a través de una serie de experimentos con participantes que pueden ver, pero están vendados. El objetivo es ver qué tan bien pueden juzgar qué tan lejos están las cosas solo con el sonido.

Etapas del Experimento

Los experimentos se llevan a cabo en tres etapas principales. Cada etapa tiene diferentes tareas diseñadas para medir cuán precisamente pueden estimar los participantes la profundidad y, en algunos casos, la dirección.

Etapa 1: Aprendizaje y Estimación de Profundidad

En la primera etapa, los participantes aprenden cómo cambia el sonido según la posición de una caja. Exploran el sonido mientras mueven la caja y luego intentan colocarla donde creen que debería estar en base a lo que escucharon. Esta etapa ayuda a recopilar datos sobre qué tan bien estiman la profundidad.

Etapa 2: Estimación de Profundidad y Azimut

La segunda etapa se basa en la primera al agregar un nuevo desafío. Los participantes deben estimar no solo cuán profundo está un objeto, sino también su dirección. Pasan por tareas de aprendizaje y posicionamiento similares, pero ahora deben usar información sobre tanto la profundidad como la dirección.

Etapa 3: Retención de Memoria de las Señales Sonoras

En la etapa final, los participantes toman un descanso antes de intentar recordar y estimar la profundidad nuevamente. Este descanso evalúa qué tan bien pueden recordar las diferentes señales sonoras después de un tiempo sin práctica.

Resultados de los Experimentos

Los resultados muestran que la tasa de repetición de los sonidos de beep y la frecuencia de los sonidos son las formas más efectivas de señalar la profundidad. Los participantes estaban mejor al estimar distancias al usar estos métodos en comparación con otros tipos de sonido. Las variaciones en cómo los participantes respondieron también muestran que algunos métodos eran más fáciles de recordar que otros.

Estimación de Profundidad

En general, los participantes funcionaron por debajo del nivel de oportunidad, lo que significa que usaron el sonido de manera efectiva para hacer estimaciones precisas. Sin embargo, algunos métodos fueron consistentemente más efectivos que otros. Los métodos que usaron cambios de tono o repetición de sonido fueron particularmente exitosos.

Estimación de Profundidad y Dirección

Al observar la estimación simultánea de profundidad y dirección, los participantes encontraron que era más difícil que estimar solo la profundidad. La precisión disminuyó ligeramente, indicando que es más complicado manejar dos tipos de información al mismo tiempo.

Memoria y Retención

Muchos participantes encontraron que la tasa de repetición de los sonidos de beep era la más fácil de recordar después del descanso. Esto sugiere que este tipo de sonido puede ser la mejor opción para dispositivos destinados a ayudar a las personas ciegas.

Comentarios de los Participantes

Después de los experimentos, los participantes dieron su opinión sobre sus experiencias con cada método de sonido. Muchos indicaron que los sonidos de beep les parecieron intuitivos y fáciles de usar. Expresaron una preferencia por métodos que les ayudaron a formar mapas mentales de su entorno.

Discusión

Los hallazgos sugieren que métodos de sonido específicos son más efectivos para ayudar a las personas a estimar distancias. El uso de sonidos de beep aporta un elemento práctico al diseño de dispositivos que asisten a las personas ciegas. Estos sonidos no solo son fáciles de recordar, sino que también brindan información clara sobre la profundidad.

Otros métodos de sonido, como cambios en el tono o la combinación de sonido y ruido, también mostraron potencial, pero no de manera tan consistente como los sonidos de beep. Aunque estos métodos pueden seguir siendo útiles, pueden requerir más entrenamiento o tiempo para que los usuarios los comprendan de manera efectiva.

Recomendaciones para Futuros Dispositivos

Basado en los resultados y comentarios de los participantes, se hacen las siguientes recomendaciones para futuros dispositivos de sustitución sensorial:

  1. Usar Sonidos de Beep: La tasa de repetición de los sonidos de beep es la mejor opción para codificar la profundidad de una manera que sea memorable y efectiva.

  2. Considerar Cambios de Frecuencia: Las Frecuencias de sonido también pueden ser útiles, pero pueden no ser tan intuitivas. Los dispositivos pueden usar una combinación de beeps y cambios de frecuencia si es necesario.

  3. Explorar Indicadores Sonoros Naturales: Investigar señales sonoras que se asemejen a experiencias naturales puede ayudar a mejorar la comprensión de los usuarios sobre su entorno.

  4. Centrarse en la Experiencia del Usuario: Diseñar dispositivos que sean fáciles de usar y entender será crucial para ayudar a las personas ciegas a navegar eficazmente sus entornos.

Limitaciones del Estudio

El estudio involucró principalmente a participantes que podían ver pero estaban vendados. La investigación futura podría beneficiarse de incluir a personas ciegas para ver cómo podrían diferir los resultados según sus experiencias y habilidades. Evaluar cómo funcionan estos métodos en escenarios de la vida real también será esencial.

Las pruebas solo midieron la profundidad dentro de distancias alcanzables. Si bien los resultados son relevantes para tareas como encontrar objetos, es importante investigar cómo funcionan estos métodos a mayores distancias.

Conclusión

Convertir información visual en sonido puede crear herramientas valiosas para las personas ciegas. Al evaluar diferentes métodos de sonido para transmitir profundidad, este estudio contribuye al conocimiento necesario para desarrollar mejores sistemas de sustitución sensorial. A medida que la tecnología avanza, crear diseños intuitivos y efectivos allanará el camino para una mejor navegación y comprensión del entorno para aquellos que dependen del sonido en lugar de la vista.

Fuente original

Título: Evaluation of short range depth sonifications for visual-to-auditory sensory substitution

Resumen: Visual to auditory sensory substitution devices convert visual information into sound and can provide valuable assistance for blind people. Recent iterations of these devices rely on depth sensors. Rules for converting depth into sound (i.e. the sonifications) are often designed arbitrarily, with no strong evidence for choosing one over another. The purpose of this work is to compare and understand the effectiveness of five depth sonifications in order to assist the design process of future visual to auditory systems for blind people which rely on depth sensors. The frequency, amplitude and reverberation of the sound as well as the repetition rate of short high-pitched sounds and the signal-to-noise ratio of a mixture between pure sound and noise are studied. We conducted positioning experiments with twenty-eight sighted blindfolded participants. Stage 1 incorporates learning phases followed by depth estimation tasks. Stage 2 adds the additional challenge of azimuth estimation to the first stage's protocol. Stage 3 tests learning retention by incorporating a 10-minute break before re-testing depth estimation. The best depth estimates in stage 1 were obtained with the sound frequency and the repetition rate of beeps. In stage 2, the beep repetition rate yielded the best depth estimation and no significant difference was observed for the azimuth estimation. Results of stage 3 showed that the beep repetition rate was the easiest sonification to memorize. Based on statistical analysis of the results, we discuss the effectiveness of each sonification and compare with other studies that encode depth into sounds. Finally we provide recommendations for the design of depth encoding.

Autores: Louis Commère, Jean Rouat

Última actualización: 2023-04-11 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2304.05462

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.05462

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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