Obstakels overwinnen: ondersteunende technologie voor blinde topsporters

door Jamie Campos, April 13 2022

Een paar skiërs glijden van een heuvel af, de gids die voorop loopt kijkt aandachtig naar zijn partner om haar conditie te beoordelen. Aan het einde van de heuvel, blijven ze in formatie skiën en de gids blaft een bevel: “Rechts!” Als ze onderaan het 12,5 km lange parcours komen, neemt degene die volgt een buikligging aan op haar aangewezen plek en met een bonzend hart zet ze haar koptelefoon op en neemt het geweer ter hand. Op 10 meter afstand lichten 5 cirkels met een doorsnede van slechts 2 centimeter één voor één op, begeleid door het klikken van de lasergeweren. Na iets meer dan 50 minuten heeft Oksana Shyshkova, een visueel gehandicapte atlete, haar gouden medaillewedstrijd op de Paralympische Winterspelen van 2022 voor biatlonwedstrijden voltooid.

Het verlies van het gezichtsvermogen zou een onvoorstelbaar effect hebben op iemand in het dagelijks leven. Van buitenaf lijkt het voor ernstig slechtzienden onmogelijk om aan sport te doen. Toch doen visueel gehandicapte atleten met een beetje teamwork en slimme techniek regelmatig mee aan sportwedstrijden. Hoe zal ondersteunende technologie echter verbeteren naarmate de technologie zich ontwikkelt, en wat zou dat kunnen betekenen voor atleten met een visuele handicap?

Voordat we naar de toekomst kijken, een kort overzicht van wat we vandaag hebben:

1998 National Para-cycling Championship, Iran

Aan de minder technologische kant maken veel atleten met een visuele handicap gebruik van een gids die met hen meekomt, verbaal opdrachten geeft en hen door het parcours leidt. Gidsen worden gebruikt in vele sporten die op een parcours gebaseerd zijn, waaronder de biatlon, waar ze voor de atleet skiën, en wielrennen, waar de gids en de atleet in tandem fietsen. De combinatie gids-atleet is gebaseerd op vertrouwen, en ze worden vaak als een team beschouwd.

Aan de andere kant van het spectrum wordt bij sporten met een visueel gehandicapte, zoals de biatlon, een richtapparaat aan het geweer bevestigd dat het richtpunt van het geweer ten opzichte van het doel detecteert. Afhankelijk van hoe ver het geweer van het doel verwijderd is, wordt een toon geproduceerd, waarbij een hogere toon dichter bij de roos is. Dit stelt de atleten in staat volledig zonder gebruik van hun ogen te richten.

Sporten voor visueel gehandicapten waarbij ondersteunende technologie wordt gebruikt, zijn de uitzondering; de meeste sporten kiezen voor een low-tech handleiding. De meeste sporten kiezen voor een low-tech handmatige begeleider. Technologie voor obstakeldetectie is momenteel te vinden in de meeste recente consumentenvoertuigen, met als meest voorkomende vorm een soort audiocommando wanneer de gebruiker achteruit rijdt, die vaak sneller piept wanneer hij dichter bij een obstakel is. In januari van dit jaar hebben twee studenten van de Technische Universiteit van München een systeem ontwikkeld die deze technologie draagbaar maakt en op een dag wellicht gidsen in hun geheel zal vervangen.

Artist’s weergave van de camera gemonteerde bril. Illustratie door Sheel Thadhani

Het systeem bestaat uit een op infrarood gebaseerde 3D-camera die op een bril is gemonteerd en detecteert waar zich obstakels in de buurt bevinden. Het systeem geeft de informatie vervolgens door met behulp van een speciaal gemaakte feedbackmof. Wat de hulzen speciaal maakt, is een raster van kleine vibrerende motoren, 5 motoren hoog en 5 motoren breed, die gaan vibreren om door te geven hoe dicht een obstakel bij de gebruiker is.

Schets van een kunstenaar van hoe informatie wordt doorgegeven met behulp van de huls. Links is een afbeelding met het detectieraster eroverheen en rechts de trilmof. Rood wijst op een obstakel dichtbij, geel op een obstakel op middellange afstand en groen op geen onmiddellijk obstakel. Illustratie door Sheel Thadhani

Om de bril te testen, plaatsten de ontwikkelaars vrijwilligers in een verduisterde reeks kamers en klokten hoe lang het zou duren voor ze het parcours zouden navigeren. Elke vrijwilliger legde het parcours een keer per week af, gedurende drie weken. Gemiddeld bleek de tijd die de gebruikers nodig hadden om het parcours af te leggen met meer dan de helft te zijn afgenomen, waarbij sommige gebruikers hun tijd terugbrachten tot slechts een vierde van hun oorspronkelijke tijd. Dit wijst erop dat het systeem gemakkelijk door nieuwe gebruikers kan worden overgenomen en dat het gebruik ervan na verloop van tijd nog gemakkelijker kan worden.

Deze eerste versie is helaas om verschillende redenen ongeschikt voor gebruik in de sport. Om te beginnen kan het bij het volgen van een route moeilijk zijn om te bepalen waar men moet afslaan, omdat de meeste routes in relatief open gebieden plaatsvinden en er geen geleidende obstakels zijn. Dit kan worden verholpen door veiligheidsbarrières te gebruiken die de atleten in geval van nood een zachte landing geven en het systeem geleide muren geven om te volgen. Bovendien kon de bril de informatie slechts om 1/6 van een seconde doorgeven, een vertraging die bij hoge snelheden gevaarlijk kan zijn. Met wat ontwikkelingstijd kan de verwerkingstijd echter worden teruggebracht tot iets dat bruikbaar is bij hogere snelheden.

Het grootste risico bij de toepassing van technologie voor sportbeoefening door visueel gehandicapten is de kans dat de technologie op een of andere manier faalt. Deze kans is een belangrijke reden waarom technologische oplossingen vaak niet worden toegepast in risicovolle situaties; en als ze dat wel doen, worden ze ondersteund door low tech failsafes. In huishoudelijke elektronica bijvoorbeeld hebben de meeste apparaten onderdelen die de hoeveelheid stroom die ze gebruiken regelen en die uitschakelen als ze onverwachte veranderingen detecteren. Dit wordt echter altijd ondersteund door een relatief laagtechnologische zekering die fysiek doorbrandt en de elektriciteit naar een apparaat uitschakelt.

Vanwege de risico’s en de extra ontwikkeling die nodig is om het systeem obstakels met een hogere snelheid te laten detecteren, is het helaas onwaarschijnlijk dat dit in de nabije toekomst als consumentenproduct beschikbaar zal zijn. Hoewel de oplossing van de toekomst misschien niet dit specifieke systeem is, is het een geruststelling dat er zeker onderzoek wordt gedaan om visueel gehandicapten in staat te stellen de wereld te betreden zoals zij dat willen.

Bronnen

Flanagan, S. M. (2018, February 22). Being a Sighted Guide. Burnaby; BC Blind Sports.

Hosseini, M. (1998). Paracycling League 2. Tasnim News. photograph, Tasnim News. Retrieved March 18, 2022, from https://www.tasnimnews.com/fa/media/1398/06/14/2091141/%d9%85%d8%b3%d8%a7%d8%a8%d9%82%d8%a7%d8%aa-%d8%af%d9%88%da%86%d8%b1%d8%ae%d9%87-%d8%b3%d9%88%d8%a7%d8%b1%db%8c-%d9%be%d8%a7%d8%b1%d8%a7%d8%b3%d8%a7%db%8c%da%a9%d9%84%db%8c%d9%86%da%af-%d9%82%d9%87%d8%b1%d9%85%d8%a7%d9%86%db%8c-%da%a9%d8%b4%d9%88%d8%b1#photo=18.

Paralympic Games. (n.d.). How To: Para-Biathlon – visual impairment category. YouTube. Retrieved April 6, 2022, from https://www.youtube.com/embed/J1nUgYkhyrE.

Sport week: 10 things to know about para biathlon. International Paralympic Committee. (2022, February 3). Retrieved March 16, 2022, from https://www.paralympic.org/feature/sport-week-10-things-know-about-para-biathlon

Target shooting. British Blind Sport. (2021, August 3). Retrieved March 16, 2022, from https://britishblindsport.org.uk/membership/bbs-sports/target-shooting/

Thadhani, S. F. (n.d.). Man wearing 3D IR goggles.

Thadhani, S. F. (n.d.). Arm wearing haptic feedback sleeve.

Zahn, M., & Khan, A. A. (2022, January 12). Obstacle avoidance for blind people using a 3D camera and a haptic feedback sleeve (thesis). Retrieved March 18, 2022, from https://arxiv.org/abs/2201.04453.