ابداع مسیر مغناطیسی نامرئی برای کمک به حرکت نابینایان با فناوری هپتیک

ایسنا
isna.ir
جمعه 02 مرداد 1405
ابداع مسیر مغناطیسی نامرئی برای کمک به حرکت نابینایان با فناوری هپتیک
فضاهای شهری و درمانی سال‌ها بر پایه طراحی «دیدارمحور» شکل گرفته‌اند؛ رویکردی که نیازهای افراد دارای آسیب بینایی و تأثیر محیط بر سلامت روان را کمتر مورد توجه قرار داده است. اکنون یک پژوهش میان‌رشته‌ای در ایران با پیوند معماری، علوم اعصاب و فناوری هپتیک، راهکارهایی از طراحی مسیرهای هدایت مغناطیسی برای نابینایان تا انتخاب مصالح بر اساس پاسخ‌های فیزیولوژیک بدن ارائه کرده است.

معماری در جهان امروز دیگر صرفا ساختن دیوارها و طراحی فضاهای فیزیکی نیست؛ بلکه به دانشی میان‌رشته‌ای تبدیل شده است که باید رابطه پیچیده میان انسان، محیط و ادراک‌های حسی او را در نظر بگیرد. با این حال، بسیاری از فضاهای شهری، ایستگاه‌های حمل‌ونقل عمومی و مراکز درمانی همچنان بر مبنای یک الگوی «دیدارمحور» طراحی می‌شوند؛ الگویی که بخش قابل توجهی از نیازهای افراد دارای آسیب بینایی را نادیده گرفته و نقش عوامل محیطی در شکل‌گیری آرامش یا تنش روانی کاربران را کمتر مورد توجه قرار داده است.

در سال‌های اخیر، پیوند میان معماری، علوم اعصاب، فناوری‌های شناختی و طراحی انسان‌محور، مسیر تازه‌ای را برای بازتعریف فضاهای عمومی گشوده است. در همین راستا، یک کلان‌پژوهش دکتری با عبور از مرزهای سنتی معماری، فناوری هپتیک (ادراک مبتنی بر حس لامسه و حرکت) و سنجش‌های روان‌فیزیولوژیک را به خدمت گرفته تا راهکارهایی برای افزایش دسترس‌پذیری، کاهش اضطراب محیطی و طراحی فضاهای شفابخش ارائه دهد.

این پژوهش که از مطالعه ادراک چندحسی در باغ تاریخی فین کاشان تا طراحی مسیرهای هدایت مغناطیسی پنهان برای نابینایان را دربر می‌گیرد، تلاشی برای حرکت از معماری صرفاً بصری به سوی معماری مبتنی بر تجربه کامل انسانی است؛ رویکردی که می‌تواند زمینه‌ساز تحقق عدالت فضایی و طراحی محیط‌هایی باشد که نه فقط دیده می‌شوند، بلکه توسط همه انسان‌ها تجربه و درک می‌شوند.

در همین زمینه، سحر بابائیان بیدگلی، طراح و پژوهشگر این کلان‌پروژه و پژوهشگر دوره دکتری تخصصی معماری با درجه ممتاز در گفت‌وگو با ایسنا از جزئیات این پژوهش، فناوری‌های به‌کاررفته و مسیر تبدیل یک ایده دانشگاهی به راهکاری کاربردی برای مناسب‌سازی فضاهای شهری و درمانی می‌گوید.

سحر بابائیان بیدگلی، مجری این طرح در گفت‌وگو با ایسنا با اشاره به چالش‌های نابینایان در استفاده از فضاهای عمومی گفت: درگاه‌های اصلی حمل‌ونقل عمومی مانند ایستگاه‌های مترو و همچنین فضاهای داخلی بیمارستان‌ها، به دلیل اتکا به کدهای بصری و خطوط رنگی راهنما، برای افراد نابینا به محیط‌هایی مبهم، دشوار و اضطراب‌آور تبدیل شده‌اند. از سوی دیگر، ابزارهای هوشمند و پوشیدنی‌های کمکی علاوه بر هزینه بالایی که به کاربران تحمیل می‌کنند، به منبع انرژی و نگهداری مداوم نیز نیاز دارند.

بابائیان بیدگلی با اشاره به راهکار ارائه‌شده در این پژوهش اظهار کرد: در این طرح، با تغییر رویکرد از ابزارهای پوشیدنی به سمت «هپتیک محیطی»، نوارهای مغناطیسی نئودیمیومی (NdFeB) به‌صورت پنهان و هم‌سطح در زیر کف‌سازی محیط نصب شده‌اند. این سامانه بدون نیاز به انرژی، از طریق خطوط میدان مغناطیسی، ارتباطی بلادرنگ با نوک فلزی عصای سفید افراد نابینا برقرار می‌کند.

وی ادامه داد: در این نوآوری، خطوط راهنمای رنگی مانند زرد، سبز و آبی که هر یک کاربران را به مقصدی متفاوت هدایت می‌کنند، برای نابینایان معادل‌سازی شده‌اند؛ به این صورت که تعداد نوارهای مغناطیسی تعبیه‌شده در هر مسیر با سایر مسیرها متفاوت است.

مجری طرح خاطرنشان کرد: فرد نابینا با لمس این نوارها توسط عصای سفید و تشخیص تفاوت تعداد آنها، قادر است مسیرهای مختلف را از یکدیگر تفکیک کرده و بدون نیاز به همراه یا کمک دیگران، مقصد مورد نظر خود را به‌درستی شناسایی کند.

وی با اشاره به نتایج آزمایش‌های میدانی این فناوری، گفت: ارزیابی‌های انجام‌شده با مشارکت جامعه هدف نشان داد که استفاده از این سامانه، خطاهای جهت‌یابی و انحراف از مسیر را ۷۸ درصد، اضطراب حرکتی کاربران را ۴۵ درصد و زمان پیمایش در محیط‌های ناآشنا را ۳۱ درصد کاهش داده است.

بابائیان بیدگلی تأکید کرد: این فناوری بدون ایجاد برچسب اجتماعی برای نابینایان و بدون برهم زدن جلوه بصری محیط برای افراد بینا، امکان تردد مستقل، ایمن و آسان نابینایان را در مراکز پرتردد فراهم می‌کند.

وی در ادامه با اشاره به بخش دیگری از این کلان‌پژوهش با عنوان «معماری شفابخش» گفت: یکی از محورهای اصلی این پژوهش، حرکت از انتخاب شهودی مصالح ساختمانی به سمت «طراحی مبتنی بر شواهد بدن‌محور» است؛ زیرا در فضاهای درمانی، انتخاب مصالح تاکنون بیشتر بر معیارهای فنی مانند بهداشت و دوام متمرکز بوده و تأثیر آنها بر تجربه حسی و روانی کاربران کمتر مورد توجه قرار گرفته است.

مجری طرح افزود: در این مرحله از پژوهش، یک دستگاه اختصاصی ثبت داده‌های بیومتریک مبتنی بر میکروکنترلر ESP32 طراحی شد و با استفاده از آن، پاسخ‌های ناخودآگاه و پیش‌آگاهانه سیستم عصبی خودکار شامل نوسانات ضربان قلب (HR) و هدایت الکتریکی پوست (EDA) افراد هنگام لمس مصالح متداولی مانند آجر، بتن، کاشی و شیشه مورد بررسی قرار گرفت.

وی اظهار کرد: نتایج این آزمایش‌ها نشان داد که تماس با سطوح خشن و دارای تضاد بافتی زیاد، مانند آجر یا بتن عریان، موجب افزایش بار شناختی مغز و تحریک بیشتر سیستم عصبی سمپاتیک می‌شود، در حالی که سطوحی با بافت ملایم‌تر و قابل پیش‌بینی مانند کاشی، به کاهش معنادار شاخص‌های استرس منجر می‌شوند. این یافته‌ها می‌تواند مبنایی علمی برای طراحی محیط‌های درمانی و شفابخش باشد و به معماران و طراحان امکان دهد اتمسفر عاطفی و روانی این فضاها را بر اساس پاسخ‌های فیزیولوژیک بدن انسان تنظیم کنند.

مجری طرح با اشاره به کاربرد فناوری هپتیک در آموزش‌های نوین، گفت: فناوری هپتیک که امکان بازآفرینی حس لامسه و مقاومت فیزیکی را در محیط‌های مجازی فراهم می‌کند، مرزهای آموزش میان‌ رشته‌ای را جا به‌ جا کرده و زمینه‌ساز تحول در آموزش‌های تخصصی شده است.

وی اضافه کرد: بررسی‌های تطبیقی انجام ‌شده میان علوم طراحی و علوم اعصاب نشان می‌دهد که ترکیب بازخورد لمسی با فناوری واقعیت مجازی (VR)، در دانشجویان پزشکی موجب بهبود قابل توجه دقت حرکتی ظریف در شبیه‌سازی‌های جراحی می‌شود و در دانشجویان معماری نیز درک فضایی و توانایی تجسم سه‌بعدی را به‌طور چشمگیری ارتقاء می‌دهد.

بابائیان بیدگلی با اشاره به بخش دیگری از یافته‌های این پژوهش، اظهار کرد: ارزیابی‌های روان‌شناختی مبتنی بر تیپ ‌شناسی شخصیت آیزنک در محیط‌های آموزشی سه‌بعدی نشان داد که میزان سازگاری دانشجویان با فضاهای آموزشی دیجیتال به ویژگی‌های روان‌شناختی آنها وابسته است. نتایج این بررسی‌ها نشان داد دانشجویان برون‌گرا و دارای ثبات هیجانی بالاتر، عملکرد و بهره‌وری بیشتری در استودیوهای تعاملی مجازی دارند. این یافته‌ها ضرورت شخصی‌سازی شیوه‌های آموزش دانشگاهی را بیش از پیش آشکار می‌کند.

مجری طرح به مطالعه انجام‌شده درباره باغ تاریخی فین کاشان اشاره کرد و در این باره توضیح داد: برای ریشه‌یابی نظری ادراک چندحسی، این پژوهش باغ تاریخی فین کاشان، ثبت‌شده در فهرست میراث جهانی یونسکو را به‌عنوان نمونه مورد بررسی قرار داده است. این مطالعه با نقد رویکردهای صرفا دیداری به معماری، باغ ایرانی را به‌عنوان یک «سامانه تنظیم اقلیم ادراکی» بازخوانی کرده است.

به گفته وی یافته‌های آماری و تحلیل‌های کیفی نشان داد تجربه فضایی در باغ‌های تاریخی ایران از یک سلسله‌ مراتب حسی وابسته به اقلیم پیروی می‌کند.

وی خاطرنشان کرد: در این ساختار، عنصر آب به دلیل برخورداری همزمان از ویژگی‌های صوتی، حرارتی و بصری، مهم‌ترین لنگرگاه ادراکی محسوب می‌شود و بیشترین ارتباط را با بازیابی شناختی و ایجاد آرامش ذهنی در کاربران دارد. پس از آب، عناصر باد با ایجاد طراوت فضایی و خاک با ایجاد حافظه بویایی و لمسی، نقش مهمی در شکل‌گیری ادراک بدن‌مند انسان از محیط ایفا می‌کنند.

بابائیان بیدگلی با اشاره به نتایج نهایی این طرح که در قالب رساله دکتری وی انجام شده، گفت: یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد فضا صرفا یک ظرف فیزیکی منفعل نیست، بلکه یک رابط تعاملی پویا میان ذهن، زیست‌شناسی و رفتار انسان به شمار می‌رود. با توجه به کارایی بالا، هزینه پایین، پایداری کالبدی و بی‌نیازی سامانه مغناطیسی پیشنهادی از جریان برق، به‌کارگیری این زیرساخت هپتیک در ایستگاه‌های مترو، اورژانس بیمارستان‌ها و سایر فضاهای عمومی کشور می‌تواند گامی مؤثر در تحقق دسترس‌پذیری فراگیر، ارتقای شمول‌پذیری شهری و افزایش استقلال افراد دارای آسیب بینایی باشد.

بابائیان بیدگلی نقطه قوت این کلان‌پژوهش را پیوند میان دانش دانشگاهی و تجربه حرفه‌ای و اجرایی در حوزه معماری ذکر کرد و گفت: به گونه‌ای که تلاش شده است نتایج پژوهش از سطح مطالعات نظری فراتر رفته و به یک راهکار کاربردی برای حل مسائل واقعی جامعه تبدیل شود.

مجری طرح با اشاره به خروجی کاربردی این پژوهش اظهار کرد: نتیجه این مطالعات، ارائه و ثبت اظهارنامه رسمی اختراع با عنوان «مسیر هدایت مغناطیسی برای نابینایان با قابلیت تفکیک مسیر با استفاده از فناوری معماری هپتیک» به شماره اظهارنامه ۱۴۰۴۵۰۱۴۰۰۰۳۰۰۵۰۵ است که هم‌اکنون در فرآیند داوری و ثبت ملی قرار دارد. این اختراع می‌تواند به عنوان یک راهکار بومی، کم‌هزینه و پایدار، نقش مؤثری در مناسب‌سازی و ایمن‌سازی فضاهای شهری، درمانی و عمومی کشور برای افراد دارای آسیب بینایی ایفا کند.

بابائیان بیدگلی خاطرنشان کرد: این فناوری با تکیه بر اصول معماری هپتیک و بدون نیاز به تجهیزات پوشیدنی یا مصرف انرژی، می‌تواند زمینه حرکت مستقل‌تر و ایمن‌تر افراد نابینا را در محیط‌های پرتردد فراهم کند.

وی با اشاره به سوابق علمی و اجرایی خود گفت: سال‌ها تجربه تدریس مستمر در دانشگاه آزاد اسلامی و مراکز آموزش عالی کشور، مدیریت گروه معماری در دانشگاه‌های جامع علمی‌کاربردی و کسب عنوان استاد برتر دانشگاه علمی‌کاربردی استان تهران در سال‌های مختلف، از جمله سال‌های ۱۴۰۳ و ۱۴۰۴، بخشی از مسیر علمی و آموزشی من بوده است. تألیف پنج عنوان کتاب تخصصی مرجع در حوزه معماری، انتشار مقالات متعدد در پایگاه‌های علمی بین‌المللی ISI و ISC و همچنین برخورداری از پروانه اشتغال به کار مهندسی پایه یک با مجوز طراحی از شهرداری تهران، پشتوانه علمی و حرفه‌ای این پروژه را شکل داده است.

وی در پایان با اشاره به ضرورت ارتباط میان پژوهشگران، مدیران اجرایی و سیاست‌گذاران شهری گفت: مستندات علمی، مقالات تخصصی، سوابق پژوهشی و اطلاعات مرتبط با این فناوری در دسترس علاقه‌مندان، مدیران نظام سلامت، مسئولان شهری، دانشگاهیان و پژوهشگران قرار دارد تا زمینه بررسی و به‌کارگیری این دستاورد در پروژه‌های مناسب‌سازی فضاهای عمومی فراهم شود

نظرات کاربرانکپی متنکپی لینک