Не глядя вниз, Кира проводит указательным пальцем по экрану планшета Android, который она держит на коленях. По этому случаю она покрасила ногти в ярко-розовый цвет. Когда ее палец касается линии, нарисованной на экране, планшет тихо вибрирует. Сканирование ее пальца вперед и назад и ощущение появления и исчезновения вибрации позволяет ей отслеживать траекторию линии. Когда ее палец достигает розовой точки, планшет издает электронный сигнал, и она радостно улыбается.

Кира - одна из двух слабовидящих старшеклассниц, которые тестируют новое приложение для Android, предназначенное для того, чтобы помочь таким студентам, как она, освоить алгебру, геометрию, построение графиков и другие предметы, которые особенно трудно понять без помощи нормального зрения.

Приложение представляет собой мозговой штурм Дженны Горлевич, аспирантки Лаборатории медицинского и электромеханического проектирования (MED Lab) Университета Вандербильта, и ее советника Роберта Вебстера, доцента кафедры машиностроения, который руководит лабораторией. Учитывая восторженную реакцию Киры, ее одноклассницы Куинн и их учителя, ее инновация может оказать серьезное влияние на то, как наука, технология, инженерия и математика - важнейшие предметы STEM - преподаются слабовидящим.

"Дженна продолжала говорить, что хочет больше работать с людьми, поэтому мы начали изучать другие возможные проекты", - сказал Вебстер. "К счастью, ее стипендия и моя награда NSF ЗА КАРЬЕРУ дали нам достаточно гибкости, чтобы мыслить нестандартно и исследовать широкий спектр тем диссертации для нее".

Одной из идей, с которыми они пришли, было исследование эффективности тактильной технологии: технологии, которая использует осязание пользователя путем приложения сил, вибраций или движений для улучшения дистанционного управления машинами, устройствами или виртуальными объектами. Лаборатория экспериментировала с тактильными интерфейсами для управления некоторыми из своих биомедицинских роботов.

Соответствие тактильных ощущений слабовидящим

"Когда я начал читать статьи о тактильных технологиях, внедряемых в эти новые устройства с сенсорным экраном, я понял, что люди, которым действительно нужны тактильные устройства, - это люди с ослабленным зрением, потому что они в значительной степени полагаются на свое чувство осязания, чтобы "видеть" мир вокруг них", - сказал Горлевич. "Я люблю математику и люблю преподавать, поэтому я сразу подумал об использовании их для обучения математике, потому что в нем такая сильная визуальная составляющая". После того, как она провела некоторое исследование методов, которые в настоящее время используются для преподавания математики слабовидящим, она с еще большим энтузиазмом отнеслась к своей идее.

Когда она начала новый проект 18 месяцев назад, единственным готовым планшетом, который Горлевич смогла найти с тактильной обратной связью, была модель стоимостью 2500 долларов, предназначенная для промышленного и коммерческого применения. С тех пор тактильная обратная связь была добавлена в ряд потребительских планшетов, которые продаются всего за 300 долларов.

Аспирант запрограммировал эти планшеты таким образом, чтобы они вибрировали или издавали определенный звук, когда кончик пальца ученика касается линии, кривой или фигуры, отображаемой на экране. Устройства могут генерировать вибрации с несколькими различными частотами и сотнями различных звуков. Это позволяет Gorlewicz назначать различные тактильные или звуковые сигналы различным функциям. Например, в упражнении, включающем сетку X-Y, она может настроить горизонтальные и вертикальные линии на вибрацию с разной частотой и задать точки для создания определенного тона. Таким образом, учащимся легче различать линии сетки и точки на сетке.

"Если бы один из этих планшетов был подключен по беспроводной сети к компьютеру учителя, то, когда он или она проецирует график или уравнение на экран перед классом, тот же график появлялся бы на планшете учащегося. Затем они могли бы использовать свои чувства осязания и слуха, чтобы следить за содержанием, которое обсуждает учитель ", - сказал Горлевич.

"Когда Дженна впервые обратилась ко мне с идеей, я подумала, что это будет интересно и может оказать небольшую помощь", - сказала Энн Смит, учительница для слабовидящих, которая работает с Кирой и Куинн в средней школе Хиллсборо в Нэшвилле. "Чем больше у меня опыта в этом, тем более ценным, я думаю, это могло бы быть. Это делает работу более доступной. Студентам действительно интересно, и они говорят об этом, даже когда Дженны здесь нет".

Школа Хиллсборо придерживается подхода, предусматривающего максимальное вовлечение учащихся с особыми потребностями в занятия со своими зрячими сверстниками. Это означает, что Кира и Куинн посещают общеобразовательные классы. Смит сидит с ними на уроках математики и использует различные методы, чтобы они могли следить за презентацией учителя. С Куинном, который может читать шрифт Брайля и видеть крупный шрифт, это включает в себя дублирование фигур, которые использует учитель, на маленькой белой доске, которую он может держать достаточно близко, чтобы видеть. В случае Киры Смит должен использовать тактильные средства, такие как булавки и чистящие средства для труб, на доске объявлений с рельефными графическими линиями, чтобы воспроизвести сложные математические формы, которые Кира может почувствовать пальцами.

"Поскольку это занимает определенное количество времени, мы всегда на один или два шага отстаем от учителя", - сказал Смит. "Одна из этих тактильных таблеток позволила бы им поддерживать себя в форме намного лучше. Если бы мне не нужно было посещать занятия вместе с ними, это также помогло бы им чувствовать себя более независимыми".

Смит также отметил, что такой планшет может использоваться учащимися с различными степенями нарушения, поскольку он сочетает в себе визуальные, тактильные и звуковые возможности.

По словам Киры и Куинн, с новым устройством есть небольшая кривая обучения. "Сначала я не думал, что это поможет мне", - сказал Куинн. "Но после того, как я начал им пользоваться, я обнаружил, что это может быть очень полезно". По словам Киры, "Самым большим препятствием было получение правильных мысленных образов. Однако, как только вы освоитесь, это становится довольно легко. "

"Было удивительно, как быстро они освоились и насколько хорошими они стали", - сказал Горлевич.

По словам аспирантки, каждый раз, когда она встречается со студентами, они придумывают новые функции, которые они хотели бы, чтобы она добавила. Конфигурация, которая, по их мнению, была бы наиболее полезной, - это сенсорная версия графических калькуляторов, которые широко используются их зрячими одноклассниками.

"Было бы действительно полезно иметь что-то подобное, потому что это делает нас равными всем остальным", - сказала Кира.