طراحی سیستم‌های هوشمند مسیریابی و جهت‌یابی فضایی برای افراد با آسیب بینایی: رویکردی چندوجهی مبتنی بر فناوری‌های موبایل، هوش مصنوعی و سونفیکیشن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری روان‌شناسی و آموزش کودکان استثنایی، دانشگاه علامه طباطبائی، تهران، ایران.

2 کارشناسی ارشد روانشناسی و آموزش کودکان استثنایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

3 دکتری مدیریت صنعتی (گرایش تولید و عملیات)، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

4 استاد، گروه روان‌شناسی و آموزش کودکان استثنایی، دانشگاه علامه طباطبایی، تهران، ایران.

10.22054/jti.2026.94229.1729
چکیده
آسیب بینایی، شناخت فضایی و استقلال حرکتی را با چالش مواجه می‌سازد و سیستم‌های راهبری متداول مبتنی بر پیام‌های کلامی، اغلب موجب بار اضافی حسی می‌شوند. این پژوهش با هدف طراحی و ارزیابی یک سیستم هوشمند چندوجهی مبتنی بر هوش مصنوعی و صوتی‌سازی غیرکلامی برای تسهیل مسیریابی مستقل و ایمن افراد با آسیب بینایی انجام شد. در این پژوهش کاربردی و آمیخته، نه فرد بزرگسال با آسیب بینایی شدید (نمونه‌گیری هدفمند) تحت مداخله قرار گرفتند. داده‌های کمّی با مقیاس کاربردپذیری سیستم (SUS) و شاخص بار کاری ناسا (NASA-TLX) و داده‌های کیفی از طریق مصاحبه‌های نیمه‌ساختاریافته گردآوری شد. یافته‌ها نشان داد که اصوات غیرگفتاری خطای مسیریابی را کاهش می‌دهند؛ به‌ویژه روش صوتی‌سازی با «گام موسیقیایی» که میانگین انحراف از مسیر را از ۱.۸ به ۰.۷ متر کاهش داد (p >0.01، 0.74=η² ). همچنین، تلفیق حسگرهای فراصوتی با شناسایی دقیق موانع، نرخ برخورد و بار ذهنی کاربران را کاهش داد. یافته‌های کیفی در قالب مضمون محوری «همراه نامرئی» نشان داد که سیستم به عنوان یک یاور قابل اعتماد و غیرمزاحم درک شده که توجه شنیداری کاربر به محیط را حفظ می‌کند. با وجود محدودیت حجم نمونه، نتیجه‌گیری می‌شود که این سامانه جایگزینی کارآمد برای جبران آسیب حسی است و ایمنی ادراکی، تجربه کاربری و استقلال حرکتی را در محیط‌های نیمه‌کنترل‌شده ارتقا می‌بخشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Design of Intelligent Navigation and Spatial Orientation Systems for People with Visual Impairment: A Multimodal Approach Based on Mobile Technologies, Artificial Intelligence, and Sonification

نویسندگان English

Zahra Quds 1
Shaghayegh tavakkoli 2
Keramatollah Nouri hasan abadi 3
Parviz Sharifi Daramadi 4
1 PhD in Psychology and Education of Exceptional Children, Allameh Tabataba’i University, Tehran, Iran.
2 M.A. in Psychology and Education of Exceptional Children, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
3 Ph.D. in Industrial Management (Production and Operations), Tehran South Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
4 Professor, Department of Psychology and Education of Exceptional Children, Allameh Tabataba’i University, Tehran, Iran.
چکیده English

Visual impairment complicates spatial navigation, and conventional verbal navigation aids often cause sensory overload. This study aimed to design and evaluate an AI-based multimodal system using non-verbal sonification to enhance safe, independent navigation for people with visual impairments. In this applied, mixed-methods study, nine adults with severe visual impairment were selected through purposive sampling. Data were collected via the System Usability Scale (SUS), the NASA Task Load Index (NASA-TLX), and semi-structured interviews. Quantitative analysis showed that non-speech sounds reduced navigation errors. The musical-scale sonification method proved most effective, decreasing the mean path deviation from 1.8 m to 0.7 m (p < 0.01, η² = .74). Furthermore, integrating ultrasonic sensors for obstacle detection reduced collision rates and lowered users’ mental workload. Qualitative findings, encapsulated in the core theme of the “Invisible Companion,” revealed that participants perceived the system as an unobtrusive, trustworthy aid that preserved their auditory awareness of the environment. Despite the small sample size, it was concluded that the proposed multimodal system is a promising alternative for sensory compensation. This technological integration enhanced perceptual safety, user experience, and independent mobility in semi-controlled field environments.

کلیدواژه‌ها English

Visual Impairment
Multimodal Systems
Sonification
Mobile Technology
Artificial Intelligence
Spatial Navigation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 25 شهریور 1405