A Sound Approach Toward a Mobility Aid for Blind and Low-Vision Individuals [Elektronisk resurs]

• Reduced independent mobility of blind and low-vision individuals (BLVIs) cause considerable societal cost, burden on relatives, and reduced quality of life for the individuals, including increased anxiety, depression symptoms, need of assistance, risk of falls, and mortality. Despite the numerous electronic travel aids proposed since at least the 1940’s, along with ever-advancing technology, the mobility issues persist. A substantial reason for this is likely several and severe shortcomings of the field, both in regards to aid design and evaluation.In this work, these shortcomings are addressed with a generic design model called Desire of Use (DoU), which describes the desire of a given user to use an aid for a given activity. It is then applied on mobility of BLVIs (DoU-MoB), to systematically illuminate and structure possibly all related aspects that such an aid needs to aptly deal with, in order for it to become an adequate aid for the objective. These aspects can then both guide user-centered design as well as choice of test methods and measures.One such measure is then demonstrated in the Desire of Use Questionnaire for Mobility of Blind and Low-Vision Individuals (DoUQ-MoB), an aid-agnostic and comprehensive patient-reported outcome measure. The question construction originates from the DoU-MoB to ensure an encompassing focus on mobility of BLVIs, something that has been missing in the field. Since it is aid-agnostic it facilitates aid comparison, which it also actively promotes. To support the reliability of the DoUQ-MoB, it utilizes the best known practices of questionnaire design and has been validated once with eight orientation and mobility professionals, and six BLVIs. Based on this, the questionnaire has also been revised once.To allow for relevant and reproducible methodology, another tool presented herein is a portable virtual reality (VR) system called the Parrot-VR. It uses a hybrid control scheme of absolute rotation by tracking the user’s head in reality, affording intuitive turning; and relative movement where simple button presses on a controller moves the virtual avatar forward and backward, allowing for large-scale traversal while not walking physically. VR provides excellent reproducibility, making various aggregate movement analysis feasible, while it is also inherently safe. Meanwhile, the portability of the system facilitates testing near the participants, substantially increasing the number of potential blind and low-vision recruits for user tests.The thesis also gives a short account on the state of long-term testing in the field; it being short is mainly due to that there is not much to report. It then provides an initial investigation into possible outcome measures for such tests by taking instruments in use by Swedish orientation and mobility professionals as a starting point. Two of these are also piloted in an initial single-session trial with 19 BLVIs, and could plausibly be used for long-term tests after further evaluation.Finally, a discussion is presented regarding the Audomni project — the development of a primary mobility aid for BLVIs. Audomni is a visuo-auditory sensory supplementation device, which aims to take visual information and translate it to sound. A wide field-of-view, 3D-depth camera records the environment, which is then transformed to audio through the sonification algorithms of Audomni, and finally presented in a pair of open-ear headphones that do not block out environmental sounds. The design of Audomni leverages the DoU-MoB to ensure user-centric development and evaluation, in the aim of reaching an aid with such form and function that it grants the users better mobility, while the users still want to use it.Audomni has been evaluated with user tests twice, once in pilot tests with two BLVIs, and once in VR with a heterogenous set of 19 BLVIs, utilizing the Parrot-VR and the DoUQ-MoB. 76 % of responders (13 / 17) answered that it was very or extremely likely that they would want use Audomni along with their current aid. This might be the first result in the field demonstrating a majority of blind and low-vision participants reporting that they actually want to use a new electronic travel aid. This shows promise that eventual long-term tests will demonstrate an increased mobility of blind and low-vision users — the overarching project aim. Such results would ultimately mean that Audomni can become an aid that alleviates societal cost, reduces burden on relatives, and improves users’ quality of life and independence. 
• Det finns runt 100 000 blinda och kraftigt synnedsatta individer (BKSI:er) i Sverige. Sådan synnedsättning leder till en kraftigt minskad förmåga för självständig förflyttning och lägre livskvalité, med ökad risk för arbetslöshet, trafikolyckor, en stillasittande livsstil och depression. Hälften av alla käpp- och hundanvändare är med om en huvudkollision årligen, och drygt var tredje för en fallolycka — vilka kan föra med sig öppna sår, brutna tänder och höftfrakturer. Det finns många som inte vågar eller kan ge sig ut på egen hand överhuvudtaget. Överlag har en blind person sju gånger högre risk att dö under ett år än vad en normalseende person har.Denna bristande rörlighet leder också till stora samhällskostnader. I Sverige är kringkostnaderna till kraftig synnedsättning och blindhet, såsom för transport, assistans, depression, fallolyckor och minskad produktivitet, åtminstone 25 miljarder kronor om året. En betydande del av detta axlas av individerna själva, och av deras närstående. Mer individuellt kostar en enda ledarhund 100 000 kr om året för staten.Den lägre förmågan för självständig förflyttning hos BKSI:er är trots dagens hjälpmedel, vita käppar och ledarhundar. De är alltså otillräckliga. Detta har varit känt länge, och därför har hundratals tekniska hjälpmedel föreslagits de senaste 70 åren, men dessvärre utan större framgång. Detta beror i stor del på hur utveckling i fältet sker, för det visar sig att det finns kraftiga brister i att: utnyttja tidigare forskning och designvetenskap; välja välmotiverade och lärorika metoder och mätvärden; utföra långsiktiga tester; fråga BKSI:er vad de tycker, och speciellt jämfört med deras nuvarande hjälpmedel; samt inkludera tillräckligt många BKSI:er i användartest.I denna avhandling presenteras därför först ett allmänt designverktyg, Desire of Use (DoU). Detta används sedan för att knyta ihop designvetenskap, tidigare lärdomar och vilka behov BKSI:er har för förflyttning, för att på så sätt försöka undvika de problem som fältet i stort har, och maximera möjligheterna att nå ett lyckat hjälpmedel.DoU används sedan för att konstruera ett nytt mätverktyg i form av ett omfattande frågeformulär som fokuserar på förflyttning hos BKSI:er, samt aktivt främjar jämförelse med dagens hjälpmedel. Dessutom används det som utgångspunkt i utvecklingen av nya testmetoder och andra mätvärden.För att kunna utföra reproducerbara tester, men som också sker i relevanta stadsmiljöer och med ett tillräckligt antal testare från målgruppen, beskrivs också ett nytt portabelt VR-system. Det gör det möjligt att t.ex. testa hemma hos BKSI:er — vilket kraftigt ökar mängden möjliga testare.Dessa verktyg, DoU, frågeformuläret, och VR-systemet, används till sist för att utveckla och utvärdera ett nytt slags förflyttningshjälpmedel, Audomni, på ett så effektivt, lärorikt och användarcentrerat sätt som möjligt. Audomni går ut på att, lite som ekolokalisering, omvandla en användares synfält till ljud. På så sätt blir det möjligt att förstå omgivningar på ett större avstånd, och att förflytta sig i dem på ett nytt sätt. Kortfattat omvandlas avstånd till volym, höger–vänster till stereo och uppåt–nedåt till olika toner. Allting sker samtidigt och i realtid. Olika former förmedlar därigenom olika ljud, och användaren själv lär sig att tolka sina miljöer.Med hjälp av de utvecklade metoderna och mätvärdena, kunde Audomni under 2022 testas med 19 BKSI:er från fem olika regioner i Sverige. Det sannolikt mest intressanta resultatet var att 76 % (13 av 17) av dem svarade att det var mycket eller extremt sannolikt att de skulle vilja använda hjälpmedlet tillsammans med deras nuvarande hjälpmedel — och med kommentarer som “Jag ser fruktansvärt bra potential, och det här saknas.” Det kan vara det första arbetet som visar att en majoritet av deltagare från målgruppen faktiskt vill använda ett nytt förflyttningshjälpmedel.Slutligen presenteras också vägen framåt för Audomni, eller andra hjälpmedel, i form av en tidig redogörelse för hur långsiktiga tester kan utformas för att visa om ett hjälpmedel faktiskt ger en ökad rörlighet hos användarna.I stort beskriver denna avhandlingen nya verktyg som kan möjliggöra ett nytt funktionellt och vida använt förflyttningshjälpmedel för BKSI:er — exemplifierat med hjälp av den parallella utvecklingen och utvärderingen av Audomni. Målsättningen är att detta är ett steg på vägen till ett hjälpmedel som minskar stora samhällskostnader och bördan på familj och vänner, samt för användaren innebär ökad livskvalité och självständig förflyttning. 

Genre

government publication  (marcgt)