Устройство для обучения рельефно-точечному шрифту Брайля слепых и слабовидящих детей Российский патент 2018 года по МПК G09B21/02 

Изобретение относится к коррекционной педагогике, а именно к тифлопедагогике и ее отрасли тифлотехнике, которая разрабатывает и производит приборы, а также технические средства для обучения, трудовой деятельности и культурно-бытового обслуживания слепых, слабовидящих и слепоглухих.

Известно устройство для передачи и приема информации по системе Брайля, содержащее источник питания, шестиклавишную клавиатуру ввода кода Брайля и информационную матрицу, воспроизводящую брайлевские знаки, считываемые тактильно слепоглухонемыми, при этом информационная матрица выполнена в виде платы со стандартно расположенными шестью ячейками, в которых установлены тепловые информационные элементы. С помощью этого устройства реализуют способ передачи и приема информации по системе Брайля, включающий в себя подачу электрического сигнала от источника питания на клавиатуру, кодирование электрического сигнала по коду Брайля, преобразование его и считывание информации, после кодирования сигнал преобразуют в тепловой и считывают информацию посредством тепловых импульсов, воспроизводящих брайлевские знаки. Слепоглухонемой тактильно считывает эти последовательные тепловые импульсы и тем самым получает информацию (Патент РФ №2025785).

Известно устройство, способствующее обучению слабовидящих шрифту Брайля, включающее набор пластмассовых блоков с выступающими точками, воспроизводящими буквенный символ рельефно-точечного шрифта Брайля, которые легко ощутимы при ощупывании пальцами рук, с углублением снизу для прикрепления блока к рельефной поверхности панели. С помощью набора блоков можно легко составлять слова и тексты. Патент US 4880384 A (1989 г.).

Известны устройства, способствующие обучению шрифту Брайля путем озвучивания набора слов или букв, которые воссозданы с помощью шрифта Брайля на отдельных карточках. Устройства представляют собой набор карточек, на которых выбиты буквы, цифры, слова и фразы и прибора, который распознает каждую карточку по уникальному идентификатору. Для этого пользователь должен вставить карточку в паз и та при соприкосновении с прибором посылает сигнал и вызывает в памяти определенную запись, которая воспроизводится через динамик прибора. В патенте US 5725379 A (1997 г.) устройство распознает карточки через электронные контакты. В патенте US 9105196 B2 (2004 г.) карточки несут схему модулирования радиочастотного сигнала (RFID), и распознавание их происходит при простом поднесении к устройству.

Известно обучающее устройство, состоящее из динамика и микрофона, подключенных к одной или нескольким "ячеек Брайля". Ячейка состоит из шести подвижных точек, способных принимать форму любой буквы или цифры в шрифте Брайля. Ячейки отсылают сигнал в программируемое устройство, например компьютер или телефон. Сигнал обрабатывается и используется в интерактивной обучающей программе запущенной на программируемом устройстве. Программа может действовать как в одностороннем режиме, представляя пользователю информацию, так и в двустороннем, запрашивая от пользователя отклик (Патент WO 2016165024 A1).

Известно устройство для ввода символов в коде Брайля, представляющее собой прямоугольную матрицу, имеющую два столбца, три строки и, соответственно шесть элементов, расположенных в узлах пересечения столбцов и строк матрицы.

Способ передачи информации звуковыми сигналами в коде Брайля, представляют в виде комбинации коротких и длинных звуковых сигналов, причем звуковые сигналы в пределах одного элемента символа, соответствующие части элемента, отделены друг от друга короткой паузой t₁, а элементы символа отделены друг от друга длинной паузой t₂≥3t₁, звуковые сигналы, соответствующие различным символам Брайля, отделены друг от друга более длинной паузой t₃≥3t₂, при этом каждый элемент символа в коде Брайля представляется не более чем двумя звуковыми сигналами и первый сигнал определяет столбец, в котором расположен элемент символа в коде Брайля, а второй - строку элемента символа в коде Брайля (Патент РФ №2223551).

Известна система ввода и вывода данных для ЭВМ, содержащая ручной манипулятор для ввода символов по системе Брайля, поле индикации вводимых символов, устройство вывода и ЭВМ, причем ручной манипулятор для ввода символов по системе Брайля связан управляющими сигналами с полем индикации вводимых символов и ЭВМ, отличающаяся тем, что система содержит поле индикации клавиатуры для поэлементного ввода символов по системе Брайля со звуковой индикацией для позиционирования курсора, поле индикации устройства вывода, при нахождении курсора, на котором воспроизводится звуковой сигнал, причем ручной манипулятор для ввода символов по системе Брайля связан управляющими сигналами с полем индикации клавиатуры для ввода символов по системе Брайля и полем индикации устройства вывода, при этом выход поля индикации клавиатуры для ввода символов по системе Брайля соединен с входом поля индикации вводимых символов, выходы поля индикации клавиатуры для ввода символов по системе Брайля, поля индикации вводимых символов и поля индикации устройства вывода связаны с ЭВМ, выход которой соединен с устройством вывода (Патент РФ №2210802).

Известно устройство и способ для ввода данных в шрифте Брайля.

Устройство содержит сенсорную поверхность, а также средство для обнаружения множества нажатий на указанную сенсорную поверхность, причем указанное множество нажатий используется для формирования символов шрифта Брайля; средство для создания изображения, сформированного из точек, связанных с указанным множеством нажатий, при этом создание изображения является функцией относительного положения нажатий независимо от их общего положения на сенсорной панели; средство для распознавания указанного символа шрифта Брайля на основании анализа указанного изображения. Способ заключается в обнаружении множества относительных нажатий на сенсорной поверхности, при этом множество относительных нажатий предназначено для формирования символа шрифта Брайля; создание изображения, сформированного точками, связанными с множеством относительных нажатий, как функции, по меньшей мере, одного предопределенного критерия для корректировки положения точек, соответствующих обнаруженным относительным нажатиям; распознавание символа шрифта Брайля как функции анализа изображения. Это изобретение относится к компьютерной программе, которая содержит коды команд, при выполнении которых процессором реализуется описываемый здесь способ (Патент РФ №2589549).

Известно устройство для отображения рельефно-точечной информации в коде Брайля, содержащее основание, в центральной части которого расположена первая строка символообразующих элементов кода Брайля, в правой и левой частях основания расположены навигационные клавиши, в верхней части основания находятся функциональные клавиши, при этом в него введены вторая строка символообразующих элементов кода Брайля и поворотная опора для кисти руки, размещенная в нижней части основания, при этом обе строки символообразующих элементов кода Брайля представляют собой дуги окружности, углубленные в основание, с общим центром в середине поворотной опоры и расположенные в одном секторе. (Патент РФ на полезную модель №34786, 2003).

Известно устройство для отображения рельефно-точечной информации в коде Брайля, содержащее основание, в центральной части которого расположена первая линейная строка символообразующих элементов кода Брайля, в правой и левой частях основания расположены навигационные клавиши, в верхней части основания находятся функциональные клавиши, при этом в него введены вторая линейная строка символообразующих элементов кода Брайля и опора для кисти руки, закрепленная на кронштейне, установленном в поперечном пазе, выполненном параллельно линейным строкам в нижней части основания (Патент РФ на полезную модель №41177, 2004).

Известно устройство для инструктирования пользователя общаться в системе Брайля, включающее множество тактильных переключающих приспособлений, установленных на раме, при этом каждое тактильное устройство переключения с функцией нажатия пользователем между поднятым положением, моделирующие приподнятую точку Брайля в опущенном положении; а также электронную схему, содержащую аудиоустройство вывода, схему передачи с переключающимися устройствами для аудио выхода в ответ на комбинацию переключающих устройств, избирательно возбуждаемую пользователем. Слуховой выход соответствует брайлевскому символу, представленному сочетанием активированных коммутирующих устройств (US Patent 20050084828).

Недостаток устройства заключается в том, что оно может быть использовано только человеком, у которого уже сформирован навык чтения, т.е. он освоил и знает схематичное расположение точек в каждом из буквенных символов рельефно-точечного шрифта Брайля, а также для того, кто имеет высокий уровень перцептивной чувствительности подушечек пальцев рук, что позволит опознавать осязаемые колышки; отсутствие звукового обозначения воссозданного буквенного символа рельефно-точечного шрифта Брайля не позволяет оценить правильность/неправильность выполнения и облегчить усвоение схематичного изображения букв русского алфавита в коде Брайля.

Это изобретение выбрано нами в качестве прототипа.

Задачей изобретения является создание устройства, предназначенного для обучения рельефно-точечному шрифту Брайля слепых и слабовидящих детей.

Технический результат использования устройства заключается в формировании у слепых и слабовидящих детей навыка распознавания символов шрифта Брайля, включая тактильные ощущения и восприятия ребенком информации в коде Брайля звуковым обозначением символа Брайля буквой алфавита русского языка.

Поставленная задача решается путем создания устройства (Фиг. 1) для обучения рельефно-точечному шрифту Брайля слепых и слабовидящих детей, представляющего собой ручной манипулятор, с корпусом (1), выполненным из пластика, включающим верхнюю (1а) и нижнюю (1б) поверхности, содержащим печатную плату (2) с динамиком (3), датчиком-индикации наличия фишки-элемента (4) и микросхемами (5), в которых установлены информационные элементы приема сигнала для преобразования 33 буквенных символов шрифта Брайля в 33 звуковых обозначения букв алфавита русского языка и 10 цифровых знаков шрифта Брайля в звуковые обозначения числительных. Верхняя часть корпуса (1а) состоит из поля управления (6) и учебного поля (7). Поле управления (6) включает в себя: механизм включения и выключения устройства (6а); механизм включения и выключения вибросигнала (6б); регулятор громкости звукового сигнала (6в); механизм переключения длительности задержки звукового сигнала (6г); решетку динамика (6д). Учебное поле (7) состоит из четырех горизонтальных панелей: первая панель сверху предназначена для набора фишек-элементов (7а); вторая панель состоит из шести клеток с шестью отверстиями для воссоздания из больших фишек-элементов символов шрифта Брайля (7б); третья панель состоит из десяти клеток с шестью отверстиями каждая для воссоздания из малых фишек-элементов символов шрифта Брайля (7в); четвертая панель из пяти клеток с шестью отверстиями и расположенным рядом цифровым знаком для воссоздания цифровых символов (7г). Большая фишка-элемент (8) состоит из округлой шляпки (8а) и ножки (8б) с металлическим напылением на конце (8в). Малая фишка-элемент (9) представляет собой ножку в виде цилиндра с металлическим напылением на конце (9а). Нижняя часть корпуса имеет разъем для внешнего источника питания. Прикасаясь к датчику индикации наличия фишки - элемента ножка фишки-элемента вызывает сигнал, который распознается информационными элементами микросхемы со стандартно расположенными в шрифте Брайля шестью ячейками и преобразуется в звуковое обозначения символа буквой алфавита русского языка, т.к. содержит в памяти звуковое обозначение каждой из 33 букв русского алфавита в коде Брайля, благодаря чему повышается точность и скорость слухового восприятия буквенных символов рельефно-точечного шрифта Брайля, за счет ощупывающих движений рук формируется ассоциативная связь тактильно-практического восприятия буквенного символа шрифта Брайля со звуковом сигналом буквы русского алфавита, что, в свою очередь, повышает скорость усвоения детьми буквенных символов шрифта Брайля и формирование читательского навыка.

Устройство используется в процессе обучения детей раннего или дошкольного возраста, которые владеют навыком удержания сидячего положения, точными согласованными координированными движениями рук и соотносящими действиями, а также пониманием и собственной фразовой речью.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Инструктор включает устройство (6а) и устанавливает режим вибрации (6б), регулирует громкость и устанавливает минимальную длительность задержки звукового сигнала (6г), что позволяет максимально быстро отразить воссозданный с помощью фишек-элементов символ шрифта Брайля звучанием буквы русского алфавита. Длительность задержки звукового сигнала, как и его громкость, можно изменять по необходимости. Затем инструктор располагает устройство на поверхности стола непосредственно перед сидящим ребенком и пальцами правой руки ребенка помогает обследовать устройство, находить панель с фишками-элементами (7а), извлекать из этой панели одну большую фишку-элемент (8) и удерживать ее пальцами. Знакомство ребенка со символами шрифта Брайля и формирование навыка чтения начинают с использования больших фишек-элементов (8) потому, что их легче захватывать, вставлять/вынимать из отверстия панели (7б), а также распознавать фишку на поверхности панели путем ощупывания. С помощью инструктора ребенок указательным пальцем левой руки, путем ощупывания, находит первую клетку с шестью отверстиями на панели (7б) для воссоздания из больших фишек-элементов символов шрифта Брайля, а в ней верхнее отверстие в левом углу и вставляет в него ножку большой фишки-элемента (8б) с металлическим напылением (8в) так, чтобы она глубоко вошла в отверстие панели (7б), а шляпка с округлой поверхностью (8а) коснулась поверхности панели. Эта операция вызывает соприкосновение ножки большой фишки-элемента (8б) с металлическим напылением (8в) с датчиком индикации символов шрифта Брайля (4) и сигнал, который распознается микросхемой (5), в памяти которой содержится схематичное и звуковое обозначение 33 букв русского алфавита, через 10 секунд преобразуется в звуковое обозначение символа шрифта Брайля в букву русского алфавита и воспроизводится через динамик (3). Инструктор может попросить ребенка повторить эту операцию несколько раз для закрепления навыка, а также выполнить ее в любой другой клетке с шестью отверстиями. Если ребенок воссоздал несуществующий символ шрифта Брайля, микросхема его не распознает и в этом случае возникает вибрация в качестве обозначения ошибки. Таким образом, взрослый учит ребенка воссоздавать 33 символа шрифта Брайля. Действие с большими фишками-элементами (8) шрифта Брайля развивает у ребенка перцептивную чувствительность подушечек пальцев рук, формирует умение распознавать и дифференцировать фактуру поверхности. При этом усваиваются изолированный пальцевой и двуручный способы осязательного восприятия, появляется ориентировка в пространстве и на плоскости, происходит знакомство со структурными элементами шрифта Брайля. Как только ребенок научиться самостоятельно воссоздавать все 33 буквенных символов шрифта Брайля из больших фишек-элементов, инструктор начинает учить его воссоздавать 33 буквенные символы шрифта Брайля из малых фишек-элементов (9) на панели для малых фишек-элементов шрифта Брайля (7в). Инструктор дает указание ребенку найти указательным пальцем правой рукой путем ощупывания одну малую фишку-элемент (9) на панели с фишками-элементами (7а), захватить ее пальцами и извлечь из панели. Затем, найти первую клетку с шестью отверстиями на панели для воссоздания из «малых» фишек-элементов символов шрифта Брайля (7в), а в ней - верхнее отверстие в левом углу, и вставить в него ножку с металлическим напылением (9а) малой фишки-элемента так, чтобы ножка с металлическим напылением (9а) коснулась датчика индикации символов шрифта Брайля (4), а верхняя часть малой фишки-элемента (9) выступала над поверхностью строки для воссоздания из малых фишек-элементов шрифта Брайля (7в). Сигнал, который распознается микросхемой (5), в памяти которой содержится схематичное и звуковое обозначение 33 букв русского алфавита, через 10 секунд преобразуется в звуковое обозначение символа шрифта Брайля буквой алфавита русского языка и воспроизводится через динамик (3). Если ребенок воссоздал несуществующий буквенный символ шрифта Брайля, микросхема (5) его не распознает и в этом случае возникает вибрация в качестве обозначения ошибки. Таким образом, инструктор обучает ребенка воссоздавать 33 символа шрифта Брайля. Воссоздание символа шрифта Брайля из малых фишек-элементов позволяет подготовить ребенка к восприятию и распознаванию печатных символов традиционного шрифта Брайля. После того как ребенок научиться самостоятельно воссоздавать 33 буквенных символа шрифта Брайля из малых фишек-элементов (9), его учат воссоздавать 11 цифровых знаков шрифта Брайля с помощью малых фишек-элементов (9) на панели из клеток с шестью отверстиями (7г), перед которыми воспроизведен цифровой знак. Для этого инструктор дает указание ребенку, путем ощупывания, найти указательным пальцем правой рукой одну малую фишку-элемент (9) на панели с фишками-элементами (7а), захватить ее пальцами и извлечь из панели. После чего инструктор своей рукой берет указательный палец левой руки ребенка, подносит его к панели для воссоздания цифровых символов Брайля (7г), ощупывает строку с клетками-шеститочиями и путем ощупывания находит отверстие, соответствующее цифровому знаку, объясняет его значение и дает указание вставить малую фишку-элемент (9) в верхнее отверстие клетки для воссоздания цифровых символов шрифта Брайля на панели (7г). Инструктор следит за тем, чтобы ножка с металлическим напылением (9а) малой фишки-элемента коснулась датчика индикации цифровых символов шрифта Брайля (4), а верхняя часть малой фишки-элемента (9) выступала над поверхностью строки для воссоздания цифровых символов шрифта Брайля (7г) и сигнал, который распознается микросхемой (5), в памяти которой содержится схематичное и звуковое обозначение 11 числительных, через 10 секунд преобразовался в звуковое обозначение символа шрифта Брайля числительным и воспроизвелся через динамик (3). Если ребенок воссоздал несуществующий цифровой символ шрифта Брайля, микросхема его не распознает и в этом случае возникает вибрация в качестве обозначения ошибки. После того как ребенок научиться самостоятельно воссоздавать 11 символов цифровых знаков с помощью малых фишек-элементов шрифта Брайля, его начинают обучать распознаванию обычных печатных символов рельефно-точечного шрифта Брайля.

Клинические примеры использования устройства

Пример 1. Девочка Галя Б., 4 года. Из анамнеза известно, что девочка родилась на 24 неделе, вес при рождении 1030 г, состояние крайне тяжелое, в связи с сочетанной перинатальной патологией. С рождения находилась на ИВЛ, экстубирована на 23 сутки. Клинический диагноз: органическое поражение ЦНС, отслойка сетчатки с двух сторон, ретинопатия недоношенных, рубцовая фаза 3-й степени, миопия высокой степени, левосторонний гемисиндром, анемия новорожденных. Обучение рельефно-точечному шрифту Брайля на патентуемом устройстве было начато, когда девочка овладела навыком удержания позы сидя, точными согласованными координированными движениями рук и соотносящими действиями, стала понимать речь и пользоваться простой фразой в целях коммуникации. За первый год обучения девочка научилась составлять по просьбе взрослого из больших фишек-элементов 33 буквенных символа шрифта Брайля, а также односложные и двусложные слова. На втором году обучения овладела навыком составления из малых фишек-элементов 33 буквенных символов шрифта Брайля, а также слова из двух и трех слогов. За последующие 6 месяцев научилась из малых фишек-элементов составлять 11 цифровых символов шрифта Брайля. Таким образом, устройство для обучения рельефно-точечному шрифту Брайля слепых и слабовидящих детей дошкольного возраста позволило за 2,5 года сформировать у девочки с остаточным зрением и органическим поражением ЦНС навык опознания буквенных символов рельефно-точечного шрифта Брайля и чтения. Благодаря чему ребенок был подготовлен к освоению шрифта Брайля обычного/типографского размера, напечатанного на специальной бумаге, обучению в школе и усвоению знаний с помощью чтения специальной учебной литературы с плоскопечатными буквенными символами шрифта Брайля.

Пример 2. Мальчик Максим С., 3 года. Из анамнеза известно, что мальчик родился доношенным, на 39 неделе, вес при рождении 3450 г. Диагноз: синдром повышенной нервно-рефлекторной возбудимости, пищевая аллергия, врожденная некомпенсированная глаукома, аниридия. Обучение рельефно-точечному шрифту Брайля на патентуемом устройстве было начато в возрасте 3-х лет, когда ребенок овладел пониманием и стал пользоваться фразовой речью, научился с помощью согласованных движений рук выполнять соотносящие действия и соединять две части одного предмета по просьбе взрослого, а также вставлять в пазы детали мозаики. За 6 месяцев обучения мальчик научилась составлять по просьбе взрослого из больших фишек-элементов 33 буквенных символа шрифта Брайля. За последующие 3 месяца односложные и двусложные слова. После чего за 3 месяца обучения овладел навыком составления из малых фишек-элементов 33 буквенных символов шрифта Брайля, а также слов из 1-2 слогов. За последующие 3 месяца научился из малых фишек-элементов составлять 11 цифровых символов шрифта Брайля. Таким образом, устройство для обучения рельефно-точечному шрифту Брайля для слепых и слабовидящих детей дошкольного возраста позволило за 15 месяцев сформировать у тотально слепого ребенка навык опознания буквенных символов рельефно-точечного шрифта Брайля и чтения простых слов на патентуемом устройстве. Благодаря чему ребенок был подготовлен к овладению чтением плоскопечатных буквенных символов шрифта Брайля на специальной бумаге.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет увеличить объем передачи информации в единицу времени и повысить результативность обучения, а также скорость формирования ассоциативной связи тактильно-практического восприятия ребенком символа в коде Брайля со звуковым буквенным обозначением, включая дополнительно тактильные ощущения и восприятие ребенком информации в коде Брайля звуковым обозначением символа Брайля буквой русского алфавита.

Изобретение относится к коррекционной педагогике, а именно к тифлопедагогике и ее отрасли тифлотехнике, которая разрабатывает и производит приборы, а также технические средства для обучения, трудовой деятельности и культурно-бытового обслуживания слепых, слабовидящих и слепоглухих. Устройство представляет собой ручной манипулятор с корпусом, выполненным из пластика, с верхней рабочей поверхностью, содержащим печатную плату с динамиком, датчик индикации наличия фишки-элемента и микросхемы, в которых установлены информационные элементы приема сигнала для преобразования 33 буквенных символов шрифта Брайля в звуковые обозначения букв алфавита русского языка и 11 цифровых знаков шрифта Брайля для преобразования в звуковые обозначения числительных, верхняя рабочая поверхность состоит из поля управления и учебного поля, причем поле управления включает в себя механизм включения и выключения устройства, механизм включения и выключения вибросигнала, регулятор громкости звукового сигнала, механизм переключения длительности задержки звукового сигнала, решетку динамика, а учебное поле состоит из четырех горизонтальных панелей: первая панель сверху предназначена для набора фишек-элементов, вторая панель состоит из шести клеток с шестью отверстиями каждая для воссоздания из больших фишек-элементов символов шрифта Брайля, третья панель состоит из десяти клеток с шестью отверстиями каждая для воссоздания из малых фишек-элементов символов шрифта Брайля, четвертая панель состоит из пяти клеток с десятью отверстиями, перед которыми воспроизведен цифровой знак для воссоздания цифровых символов шрифта Брайля и одной клетки с шестью отверстиями для фишек-элементов, большая фишка-элемент состоит из шляпки с округлой поверхностью и ножки с металлическим напылением, малая фишка-элемент представляет собой ножку в виде цилиндра с металлическим напылением, в нижней половине корпуса имеется разъем для внешнего источника питания. Устройство позволяет увеличить объем передачи информации в единицу времени и повысить результативность обучения, а также скорость формирования ассоциативной связи тактильно-практического восприятия ребенком символа в коде Брайля со звуковым буквенным обозначением. 1 ил.

Устройство для обучения рельефно-точечному шрифту Брайля слепых и слабовидящих детей, представляющее собой ручной манипулятор с корпусом, выполненным из пластика, с верхней рабочей поверхностью, содержащее печатную плату с динамиком, датчик индикации наличия фишки-элемента и микросхемы, в которых установлены информационные элементы приема сигнала для преобразования 33 буквенных символов шрифта Брайля в звуковые обозначения букв алфавита русского языка и 11 цифровых знаков шрифта Брайля для преобразования в звуковые обозначения числительных, верхняя рабочая поверхность состоит из поля управления и учебного поля, причем поле управления включает в себя механизм включения и выключения устройства, механизм включения и выключения вибросигнала, регулятор громкости звукового сигнала, механизм переключения длительности задержки звукового сигнала, решетку динамика, а учебное поле состоит из четырех горизонтальных панелей: первая панель сверху предназначена для набора фишек-элементов, вторая панель состоит из шести клеток с шестью отверстиями каждая для воссоздания из больших фишек-элементов символов шрифта Брайля, третья панель состоит из десяти клеток с шестью отверстиями каждая для воссоздания из малых фишек-элементов символов шрифта Брайля, четвертая панель состоит из пяти клеток с десятью отверстиями, перед которыми воспроизведен цифровой знак для воссоздания цифровых символов шрифта Брайля и одной клетки с шестью отверстиями для фишек-элементов, большая фишка-элемент состоит из шляпки с округлой поверхностью и ножки с металлическим напылением, малая фишка-элемент представляет собой ножку в виде цилиндра с металлическим напылением, в нижней половине корпуса имеется разъем для внешнего источника питания.