Ρομποτικός Δάσκαλος Συστήματος Braille – 1o ΓΕΛ Καβάλας

Ρομποτικός Δάσκαλος Συστήματος Braille – 1o ΓΕΛ Καβάλας

Εισαγωγή

Ο Λουδοβίκοs είχε τυφλωθεί πολύ μικρός και δεν ήταν ευχαριστημένος από το σύστημα ανάγνωσης που χρησιμοποιούσαν οι τυφλοί επειδή ήταν δύσχρηστο. Έτσι βάλθηκε να δημιουργήσει ένα καινούριο ειδικό αλφάβητο για τυφλούς. Του πήρε πέντε χρόνια αλλά στο τέλος τα κατάφερε. Αυτό το αλφάβητο που έφτιαξε ο Braille ήταν μια αντικατάσταση του γραμματικού αλφάβητου με ανάγλυφες στιγμές, που με διάφορους συνδυασμούς αποδίδουν ένα κείμενο. Ο τυφλός μπορεί μ’ αυτό το σύστημα να διαβάζει ψηλαφώντας τις στιγμές με το δάχτυλο, δηλαδή έχουμε ανάγνωση με την αφή. Το σύστημα Braille έχει έξι ανάγλυφες κουκκίδες σαν το κεφαλάκι μιας καρφίτσας. Είναι τοποθετημένες ανά τρεις και μ’ αυτές γίνονται 63 συνδυασμοί, που αντιστοιχούν στα γράμματα και τους αριθμούς. Η γραφή Braille διαβάζεται από αριστερά προς τα δεξιά και από πάνω προς τα κάτω, όπως ακριβώς και η γραφή των «βλεπόντων».

Ο πρώτος κώδικας Braille αναπτύχθηκε για την γαλλική γλώσσα από τον Louis Braille το 1824. Οι πρώτες προσπάθειες για μια ελληνική έκδοση του κώδικα Braille έγιναν το 1882 στην Κέρκυρα από τον ιατρό Αντώνιο Παλατιανό, ωστόσο, δεν στάθηκε δυνατό να καθιερωθεί κατά την εποχή του. Η επίσημη καθιέρωση ενός ελληνικού κώδικα Braille για την εκπαίδευση των Ελλήνων τυφλών ήρθε το 1948, όπου και ο ελληνικός κώδικας προσαρμόστηκε από τον αντίστοιχο γαλλικό από μια επιτροπή Ελλήνων και ξένων επιστημόνων στην Λειψία και κατόπιν εφαρμόστηκε για πρώτη φορά στην Ελλάδα στη Σχολή Τυφλών Καλλιθέας στην Αθήνα.

Στην προσπάθειά μας να βοηθήσουμε τους ανθρώπους με προβλήματα στην όραση θα υλοποιήσουμε ένα project εκμάθησης γραφής Braille για μαθητές προσχολικής ηλικίας. Ο μαθητής ή ο δάσκαλος θα προφέρει ένα ένα τα γράμματα του αλφάβητου και μέσω ενός συστήματος αναγνώρισης ομιλίας θα μετατρέπονται σε κείμενο στην οθόνη του υπολογιστή. Στη συνέχεια θα αποτυπώνεται στο σύστημα των έξι ακίδων που θα κατασκευάσουμε, ο αντίστοιχος συνδυασμός στο σύστημα Braille όπως περιγράφεται παραπάνω. Επίσης το σύστημα θα δημιουργεί τυχαίους συνδυασμούς ακίδων και ο μαθητής θα πρέπει να αναγνωρίζει σε ποιο γράμμα αντιστοιχεί. Με αυτό τον τρόπο θα μπορεί ο μαθητής με προβλήματα όρασης να εκπαιδευτεί στο αλφάβητο και σε μια βελτίωση του συστήματος αργότερα στην ανάγνωση ολόκληρων λέξεων και κειμένων.

 

Υλικά

Για την υλοποίηση της ιδέας μας θα χρειαστούμε τα παρακάτω υλικά:

1 Αrduino Uno

6 σερβοκινητήρες  MG 90 έναν για κάθε ακίδα του συστήματος μας

 

 

 

 

 

 

μικρόφωνο για αναγνώριση φωνής

 

 

 

 

 

 

 

 

μεγάφωνο

 

καλώδια σύνδεσης

καθώς και έναν εκτυπωτή 3d για την εκτύπωση της θήκης της συσκευής μας.

Σχεδιασμός

Για να μπορέσουμε να σχεδιάσουμε την συσκευή μας, έπρεπε αρχικά να μελετήσουμε τον τρόπο με τον οποίο τοποθετούνται οι ακίδες στο σύστημα Braille, καθώς και την απόσταση μεταξύ τους. Οι ακίδες που χρειάζονται για την αναπαράσταση του κάθε χαρακτήρα ή αριθμού είναι έξι (6), τοποθετημένες σε δύο στήλες των τριών ακίδων. Οι αποστάσεις μεταξύ των ακίδων είναι 2.5 χιλιοστά όπως φαίνεται στις παρακάτω φωτογραφίες:

Επίσης το Αλφάβητο που ακολουθεί το σύστημα Braille και σύμφωνα με το οποίο λειτουργεί «Ο Δάσκαλος μας» διακρίνεται παρακάτω:

Ο μαθητής τοποθετεί τον δείκτη του χεριού του στο κατάλληλο σημείο της συσκευής μας και o «Δάσκαλος» του μαθαίνει την αλφάβητο γράμμα-γράμμα. Μετά από το κάθε γράμμα ακολουθεί ένας ήχος για να καταλάβει ο μαθητής την εναλλαγή μεταξύ των διαφορετικών χαρακτήρων. Όπως φαίνεται και στην παραπάνω εικόνα, οι μαύρες κουκίδες αντιπροσωπεύουν την ακίδα να βρίσκεται επάνω, το οποίο σημαίνει πως ο μαθητής αισθάνεται στον δείκτη του χεριού του τις ακίδες αυτές.  Για παράδειγμα στο γράμμα άλφα ο μαθητής θα αισθάνεται μόνο την επάνω αριστερή ακίδα (νούμερο 1), ενώ στο γράμμα έψιλον την επάνω αριστερά (νούμερο 1) και την δεύτερη από την δεξιά στήλη (νούμερο 5). Ως εξέλιξη της αρχικής μας ιδέας ήταν να προσθέσουμε ένα μικρόφωνο με αναγνώριση φωνής, ώστε ο μαθητής να έχει την δυνατότητα να λέει ένα γράμμα και ο «Δάσκαλος» να δημιουργεί το γράμμα αυτό στην συσκευή και κατ’ επέκταση στον δείκτη του χεριού του μαθητή. Με αυτόν τον τρόπο ο μαθητής θα έχει την δυνατότητα όχι μόνο της σειριακής μάθησης της αλφαβήτου, αλλά και της επιλογής από τον ίδιο των γραμμάτων που επιθυμεί να επαναλάβει.

Το σχέδιο της σύνδεσης της συσκευής μας:

και ο σχεδιασμός της θήκης μας:

Τα αρχεία για εκτύπωση μπορείτε να τα κατεβάσετε από το GitHub εδώ.

Φωτογραφίες

Παραλαβή υλικών.

 

Σχεδιασμός της συσκευής μας και συγκεκριμένα του χώρου όπου ο μαθητής θα ακουμπά τον δείκτη του χεριού του.

Συναρμολόγηση του «Δασκάλου» μας.

Μια βελτιωμένη έκδοση με χώρο για την αποθήκευση του Arduino.

Αρχεία

Όλα τα σχέδια καθώς και ο κώδικας του προγράμματος μας βρίσκεται στο GitHub του σχολείου μας.

Δείτε όλα τα αρχεία εδώ.

Βίντεο