Une fois, les chercheurs et les passionnés de technologie Igor Trapeznikov ont appris que la cécité n'est pas traitée et que ceux qui ont perdu la vue sont condamnés à vivre dans l'obscurité. Et 10 ans plus tard, Igor a présenté un appareil qui a littéralement donné aux aveugles l'occasion de revoir le monde qui les entoure.
La médecine moderne est impuissante contre de nombreuses maladies oculaires. Certains d'entre eux conduisent à une cécité complète et aucune technologie n'est capable de redonner une vision à une personne.
Sauf un.
Dans les années 60 du 20e siècle, le neurophysiologiste américain Paul Bach-u-Rita a inventé la technologie de remplacement sensoriel. Sur la base de la propriété de la neuroplasticité cérébrale, qui permet à des zones individuelles du cerveau de changer sous l'influence de l'expérience, ainsi que de restaurer des connexions perdues après des dommages ou de développer de nouvelles connexions, il a suggéré que l'on puisse apprendre à remplacer une façon de percevoir une autre.
Paul Bach-u-Rita a créé le dispositif BrainPort, qui à l'aide d'électrodes transforme le signal de la caméra vidéo en impulsions électriques selon un certain algorithme. Les électrodes sont attachées à la langue et une personne qui a appris l'algorithme peut naviguer dans les environs sans utiliser la vision ordinaire. En raison de la neuroplasticité cérébrale, après quelques jours en aveugle avec BrainPort, les informations visuelles commencent à atteindre le cortex visuel. Ils commencent littéralement à voir.
Mais le toucher n'est pas le moyen de perception le plus parfait, accessible à l'homme, et plus encore - pas le plus pratique et le plus précis. Si nous prenons comme base un autre qui utilise un plus grand nombre de neurones cérébraux, alors la substitution sera plus précise et de haute qualité. Un aveugle verra mieux.
Dans les années 1990, l'ingénieur néerlandais Peter Meyer a proposé d'utiliser l'audition plutôt que le toucher pour la substitution tactile. Il a développé l'algorithme Sound Vision - un modèle pour convertir une image en sons de différents volumes et hauteurs qui peuvent transmettre sa signification. L'image vidéo a été divisée en images une fois par seconde, l'image a été convertie en monochrome, puis chaque pixel de l'image a été exprimé par un certain ton et volume - et donc une fois par seconde.
Son plan a été un succès. L'algorithme a fonctionné. Et les personnes utilisant Sound Vision ont pu revoir. Mais réaliser l'incarnation technique de l'idée, en utilisant des technologies modernes et des solutions de conception pratiques, s'est avéré être une tâche difficile.
Le neurophysiologiste et chercheur russe Igor Trapeznikov s'est intéressé à la technologie de remplacement sensoriel il y a de nombreuses années. Sa curiosité n'était pas un passe-temps oisif. En raison de l'astigmatisme, Igor a commencé à perdre la vue et les problèmes des malvoyants et des aveugles se profilaient à l'horizon avec son propre malheur.
«Une fois, mon frère aîné a apporté un microscope de l'école et m'a ouvert un petit monde étonnant, invisible à l'œil nu. Puis j'ai pensé - puisque j'ai pu voir tout cela avec un microscope avec ma mauvaise vue, je suis sûr que vous pouvez créer une sorte d'outil technique qui m'aidera également à voir le monde ordinaire qui m'entoure bien », explique Igor Trapeznikov. - «Tout le monde croyait qu'une personne qui avait perdu sa vision ne pourrait jamais la restaurer. «La cécité ne peut pas être traitée - l'un des stéréotypes de notre société que j'essaie de briser depuis de nombreuses années.»
En 2008, Igor a appris de ses collègues du mouvement social RTD l'algorithme Sound Vision de Peter Meyer et s'est intéressé à l'opportunité de mettre en œuvre un projet en Russie. Igor a contacté l'auteur et une amitié est née, qui donne par la suite de l'espoir aux aveugles. Après avoir étudié l'algorithme du Néerlandais, Igor s'est rendu compte qu'il était possible de créer un appareil pouvant être porté sur la tête et traduisant l'image en son selon le principe proposé par Peter Meyer. C'est ainsi qu'a commencé l'histoire de la vision vOICe.
La figure montre les principes de conversion pour un exemple simple (image 8 × 8 pixels, trois demi-teintes grises).Le mécanisme de l'appareil d'Igor Trapeznikov est entièrement réglé sur l'algorithme de Peter Meyer. Les données de chaque pixel sont converties en matrice. Position verticale - en fréquence, luminosité en amplitude. Un pixel dans une position plus élevée correspond à un son de fréquence plus élevée. Plus la luminosité d'un pixel représenté par un gris est élevée, plus l'amplitude («volume») du générateur correspondant est grande. Les sommes de signaux pour une colonne se superposent. Ensuite, chaque colonne suivante est convertie en son. Cette procédure se poursuit jusqu'à ce que la colonne la plus à droite soit convertie en son. Pour la trame suivante, la procédure de conversion est répétée.
«L'idée est née il y a 10 ans. Au cours des premières expériences, nous avons fixé les caméras à des bouchons ordinaires et utilisé des ordinateurs portables dans des sacs à dos pour le traitement des données. Le travail actif a commencé en 2015, lorsque notre équipe, avec le soutien de RTD, a réussi à lever le bon montant grâce au crowdfunding. Avec cet argent, les premiers prototypes de la vision vOICe ont été réalisés - des lunettes avec une caméra vidéo intégrée et un casque à conduction osseuse », se souvient Igor.
C'est alors qu'en 2015 Vadim Artsev, le testeur en chef de l'appareil, a rejoint l'équipe. Il est devenu le premier aveugle à apprendre à utiliser efficacement Sound Vision. Aujourd'hui, Vadim applique chaque jour le développement d'Igor Trapeznikov et en dépend, tout comme les autres dépendent de leurs yeux.
«Au début, c'était inhabituel et difficile. Les sons générés par la vision vOICe semblaient fantastiques et ne ressemblaient à rien », admet Vadim quatre ans plus tard. - «J'ai dû étudier dans des classes courtes, ce qui n'a pas pris plus de 10 minutes, et avec une utilisation prolongée de l'appareil, ma tête a commencé à avoir des vertiges. Mais cela n'était dû qu'au fait que je ne comprenais pas la signification de tous ces sons. Cependant, au fil du temps, j'ai étudié l'algorithme de Peter Meyer et j'ai pu trier tout ce que j'entends. Maintenant, je peux facilement distinguer votre silhouette et communiquer au moins toute la journée, sans être distrait par les sons de la vision vOICe et en même temps guidé par eux dans l'espace. C'est une question d'habitude et d'expérience. Il est difficile d'écouter longtemps le chinois sans le savoir. Mais si vous êtes chinois, vous le parlerez facilement vous-même tous les jours. »
Igor Trapeznikov compare l'algorithme de Peter Meyer, encodé dans la bande originale de la vision vOICe, avec une langue étrangère. Chaque jour de pratique améliore seulement leurs compétences. Et c'est précisément pour cette raison que Sound Vision surpasse les autres moyens de rééducation pour les aveugles, même les plus chers et les plus modernes.
«Les implants oculaires bioniques, qui sont souvent présentés dans la sphère médiatique, comme la solution la plus radicale et la plus efficace pour les aveugles, vous permettant à nouveau de voir, sont inférieurs à Sound Vision à tous égards. Premièrement, la qualité d'image est beaucoup plus faible. Deuxièmement, l'installation de la vision bionique nécessite une intervention chirurgicale complexe. Et troisièmement, le tissu nerveux, auquel les yeux artificiels sont connectés, finit par guérir et se développer. En conséquence, le contact bionique s'aggrave et la vision se perd à nouveau avec le temps. Lorsque vous utilisez la vision vOICe, la compétence ne fait que s'améliorer tous les jours et le monde environnant est davantage attiré. Ceci, sans parler du prix. Les lunettes de vision VOICe et la formation coûteront dix fois moins cher », explique Igor Trapeznikov.
Ses paroles confirment les résultats des compétitions auxquelles participent les établissements de réadaptation et les personnes handicapées qui les utilisent. L'an dernier, Neurotlon, le nom de cette compétition, s'est déroulé à Samara. Des pilotes avec une vision bionique, une canne à ultrasons et Sonic Vision ont convergé sur une course d'obstacles. VOICe vision était représentée par Vadim Artsev. Avec l'appareil d'Igor Trapeznikov, il a été deux fois plus rapide que les autres participants sur la piste sans faire une seule erreur.
Le principal problème de Sound Vision réside dans son principal avantage. vOICe vision propose de voir le monde dans une autre langue, en utilisant l'algorithme créé par Peter Meyer. Et chaque langue doit d'abord être apprise. Par conséquent, pour une personne non préparée, Sound Vision n'est rien de plus qu'un ensemble de sons inconnus. Pour apprendre aux aveugles à le comprendre, vous devez d'abord construire une méthodologie d'enseignement.
Au sein de l'équipe de vision vOICe, cette tâche incombait à Svetlana Lebedeva, psychologue clinicienne, associée de recherche à l'Institut de médecine biomédicale RAS. Svetlana a pu étudier l'algorithme Peter Meyer et écrire un programme de formation, développer des tâches pour la plateforme de formation en ligne et organiser le travail du centre de formation vOICe vision. Aujourd'hui, elle enseigne avec succès Sound Vision pour les aveugles.
«Apprendre une nouvelle façon de percevoir le monde est toujours un défi. Il faut du temps et des efforts - une personne, comme un enfant, passe par les étapes de la perception diffuse, de la syncreta, de la préconception et, enfin, des concepts - c'est-à-dire passe par toutes les étapes de la formation des idées, qui seront basées sur un nouveau mode de perception. En utilisant le mécanisme de rétroaction, il commence par isoler les objets individuels du monde environnant du son, puis il note les différences entre les motifs sonores et les formes des différents objets, et commence seulement à `` deviner '' si le son d'un objet inconnu appartient à une certaine catégorie de choses. Il s'agit d'un processus très intéressant pour les spécialistes - l'enseignement de la vision sonore ressemble aux expériences classiques de Vygotsky et Piaget et pose des questions fondamentales dans le domaine de l'étude de la perception humaine à l'âge adulte. Mais les étudiants, bien sûr, estiment que le développement d'une nouvelle perception est plus prosaïque - comme l'apprentissage de toute autre compétence complexe au cours du rythme de vie habituel. Ce sont toujours des questions de ressources internes et de récit personnel », explique Svetlana Lebedeva.
Grâce au programme de formation développé, les étudiants disposent désormais de toutes les ressources externes nécessaires. Une attention particulière est portée aux questions de motivation.
«Notre formation commence par une immersion soigneuse dans les bases de la vision sonore. Ensuite, en utilisant les mécanismes de développement de l'une de nos principales façons de percevoir, une personne apprend à naviguer en utilisant le monde des nouveaux sons. Les formateurs de vision vOICe l'aident dans ce domaine - des psychologues expérimentés qui savent comment soutenir une personne et diriger le cours de sa formation. Ma collègue Daria Shibankova m'aide beaucoup à cet égard. Nous avons tout pour une formation complète - consultations avec des formateurs et des psychologues, devoirs, notre plate-forme de manuels virtuels, soutien mutuel des utilisateurs eux-mêmes. L'été dernier, nous avons tenu deux réunions de personnes ayant des compétences en vision sonore. J'espère que ce sera une bonne tradition - tous les découvreurs veulent être en compagnie de personnes partageant les mêmes idées avec une expérience similaire. Sound Vision fonctionne, c'est une petite entreprise de le populariser », explique Svetlana Lebedeva.
Et la question la plus importante reste toujours - qu'est-ce qui donne exactement la vision de VOICe à une personne aveugle? Qu'obtient-il? Sur quoi dépense-t-il son argent? Comme le voit un homme à l'œil bionique, personne n'a de secret. Le "tableau" de la vision artificielle a été démontré à plusieurs reprises dans les communiqués de presse. Vous pouvez «jeter un œil» sur le monde avec un œil bionique en utilisant un simulateur ophtalmologique VR développé par le Laboratoire Sensor-Tech et publié en libre accès.
Mais comment évaluer l'efficacité de Sound Vision sans maîtriser le langage de l'algorithme Peter Meyer?
«Il est possible de répondre à cette question de deux manières - du point de vue de la recherche et du point de vue de la science», explique Igor Trapeznikov. «Le premier est plus simple. Interviewez ceux qui ont déjà maîtrisé Sound Vision. La seconde implique l'étude du cerveau à l'aide d'un encéphalogramme et d'une imagerie par résonance magnétique. De telles études ont déjà été menées. Un peu, mais ils l'étaient. Et l'approche scientifique indique qu'avec une utilisation prolongée de Sound Vision dans le cerveau, les zones qui sont précisément responsables des sensations visuelles sont activées. Une personne ressent l'image. "
Pour comprendre comment cela fonctionne, Igor suggère de mener une telle expérience. Pendant une conversation avec une personne, regardez attentivement son visage, puis fermez les yeux brusquement. L'image de l'interlocuteur est conservée en mémoire et l'imagination la dessine instantanément. Selon le créateur de la vision vOICe, subjectivement Sound Vision crée une sensation d'image d'une manière similaire. Cela s'applique à la profondeur de l'espace, aux silhouettes d'objets et d'objets, ainsi qu'aux couleurs sombres et claires.
Tout le monde peut acheter des lunettes de vision vOICe aujourd'hui, maintenant une production à petite échelle a été lancée. Le développeur essaie de travailler avec des organisations clés qui soutiennent les aveugles. En effet, dans les réalités russes, peu de personnes handicapées ont la possibilité d'acheter indépendamment un outil de réadaptation.
«Nous voulons rendre la vision VOICe accessible à tous les malvoyants russes. Mais en Russie, cela aura un long chemin à parcourir. Pour enregistrer nos lunettes en tant que dispositif médical qui aide à réhabiliter les aveugles, il est nécessaire de mener une série d'essais cliniques prouvant, par exemple, que la vision vOICe n'est pas nocive pour notre santé - du point de vue des ophtalmologistes et autres médecins », explique Igor Trapeznikov.
Et cela malgré le fait qu'en Russie, Sound Vision a déjà fait ses preuves. L'expérience de l'utilisation et du test de la vision vOICe est positive et démontre une grande efficacité. L'année dernière, le projet est devenu finaliste du concours des enquêtes ouvertes, par le biais de l'Agence d'innovation de Moscou, et cette année, il en est devenu le gagnant. L'appareil a été testé avec succès dans une pension pour aveugles du village de Malino, dans la région de Moscou. Sur la base de cette pratique, des avis d'experts ont été recueillis recommandant aux aveugles d'acquérir des compétences en vision sonore.
«La mission de vOICe vision est de rendre Sound Vision accessible à toutes les personnes qui ont perdu leur vision normale, la perdront à l'avenir ou qui sont nées aveugles. Au 19e siècle, Louis Braille propage l'alphabet tactile dans le monde entier. Et aujourd'hui, c'est la norme pour tous les aveugles. Nous voulons répéter de cette façon, faire de même avec la vision vOICe, car c'est le seul appareil au monde qui vous permet de voir littéralement avec le son. Sur le plan fonctionnel, ceux qui maîtrisent la vision sonore sont transformés d'aveugles en malvoyants. Dès qu'une telle opportunité d'apparaître pour toutes les personnes aveugles et que la vision de la VOCI sera disponible pour chacun d'entre eux, je considérerai notre mission accomplie », conclut Igor Trapeznikov.
Mais le succès du projet ne dépend pas seulement d'Igor et de son équipe. En Russie, comme dans d'autres pays, l'industrie de la réadaptation a besoin du soutien de l'État. Et pourtant, tout le monde peut aider le projet, du moins dans l'espace médiatique. Après tout, l'information est l'arme principale du 21e siècle. Une courte histoire à des amis, des collègues ou une redistribution banale sur les réseaux sociaux peut changer l'avenir de la vision de vOICe ... Et l'avenir de ceux qui y ont consacré leur vie, qui ont créé une alternative à l'obscurité éternelle et ont donné de l'espoir aux gens.
Peter Meyer a créé l'algorithme de l'espoir, Igor Trapeznikov l'a incarné dans un dispositif technique, et Svetlana Lebedeva, enseignante, insuffle cet espoir dans le cœur de ceux qui ne veulent pas vivre dans l'obscurité.
Ivan Chimbulatov