撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

對于盲人和部分視力障礙者來說，可穿戴電子視覺輔助系統是醫學治療和植入假體的一個頗有前景的替代選擇。這些裝置能將來自環境的視覺信息轉換成其他感官信號來輔助日常任務。不過，當前系統很難使用，所以無法大規模推廣。

2025 年 4 月 14 日，上海交通大學電子信息與電氣工程學院清源研究院、上海人工智能實驗室顧磊磊團隊在 Nature 子刊Nature Machine Intelligence上發表了題為：Human-centred design and fabrication of a wearable multimodal visual assistance system 的研究論文。

該研究開發了一款面向盲人和部分視力障礙者的可穿戴多模態視覺輔助系統，該系統利用人工智能（AI）解讀安裝在眼鏡上的攝像頭所拍攝的畫面以勘測周圍環境，在佩戴者接近障礙物或物體時會通過骨傳導耳機進行語音提示，以及通過貼在手腕的可伸展“人造皮膚”進行震動提醒，指導佩戴者移動方向，避開兩側的物體，為其選擇一條無障礙路線。

該研究提出了一種以人為本的多模態可穿戴系統，通過融合軟件和硬件創新來提高可用性。該系統本質上是一副配有攝像頭的智能眼鏡，可以捕捉佩戴者周圍環境的實時圖像，該系統還通過一臺微型計算機使用經過訓練的機器學習算法來處理這些圖像，從而檢測周圍環境中其他人以及門、墻和家具等物體的存在。該系統每 250 毫秒就會向用戶提供關于周圍環境的音頻提示，并在左側或右側耳機上發出“嗶嗶”聲，引導用戶朝正確的方向前進。

研究團隊還開發了一種靈活的可伸展“人造皮膚”貼片，可以貼在手腕和手指上，用于額外的導航輔助，其配備了自己的攝像頭系統，當障礙物在 40 厘米到 5 厘米之間時，會震動提醒佩戴者。當用戶伸手去拿東西時，它們也會震動，提醒他們何時該抓東西了。

該設備通過自供電的摩擦起電智能鞋墊將真實用戶與虛擬化身對齊，在精心設計的場景中支持有效的 VR 訓練。

為了驗證該系統的效果，研究團隊招募了 20 名盲人或部分視力障礙者進行測試，在室內迷宮測試中，12 名參與者能夠在室內迷宮中避開障礙物。在真實世界測試中，8 名參與者能夠在城市街道上行走以及穿過擺滿家具的會議室。

這些研究結果表明，整合視覺、聽覺和觸覺能增強視力輔助系統的可用性和功能性，為用戶友好型視覺輔助系統鋪平了道路，為改善視力障礙人士的生活質量提供了新的途徑。

論文通訊作者、上海交通大學人工智能研究員顧磊磊表示，這個系統可以部分取代眼睛。目前，這個裝置還只是一個原型機，為了使它在實際層面上更有用，研究團隊需要確保它非常可靠，并且對用戶是安全的。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s42256-025-01018-6