Design, realization and testing of a single cell Braille display based on electrostimulation of the skin

Human interaction with other people and with their surroundings occurs through the senses. The lack of one or several senses deteriorates the quality of life. Deafblind people have a severe degree of combined visual and auditory impairment resulting in problems with communication, access to information and mobility. Several devices are available to improve deafblind people life quality. One of the best methods to obtain this, is the use of haptic displays. However each of these presents some limitations and are not affordable to everyone. This results in a need of new technologies that satisfy the requirements of the costumers. The aim of this work is to design, build and test a tactile display to read text in Braille language, which supports deafblind users in accessing information and create the possibility to communicate independently. To this purpose, the developed device is based on electrostimulation of the skin. This give us the possibility to implement a simpler device, which will be portable, customizable and also smaller and lighter than other commercial technologies. Because choice of stimulus waveform is an important design criterion for a practical tactile information display, in this work has been proposed a prototype to create four different electrical waveforms. For each one of this, is possible to configure voltage, frequency and duty cycle. This device was tested in six person combining the different parameters of stimulation. The results of the proposed approach reveal firstly that it is possible to recognize a character in Braille based on the electrostimulation of the skin after a certain learning period which varies according to the subjects. Other parameters are strongly dependent on the subject; the frequency and the voltage in particular.

L'interazione umana con altre persone e con l'ambiente circostante avviene attraverso i sensi. La mancanza di uno o più sensi deteriora la qualità della vita. Le persone sordocieche hanno alti gradi di disabilità visiva e uditiva combinati che causano gravi problemi di comunicazione, accesso a informazione e mobilità. Esistono diversi dispositivi per migliorare la qualità della vita delle persone sordocieche. Uno dei migliori metodi per ottenere questo, è l'uso di dispays tattili. Tuttavia ognuno di questi metodi presenta alcune limitazioni e, inoltre, non sono accessibili a tutti. Ciò si traduce in un bisogno di nuove tecnologie in grado di soddisfare le esigenze dei clienti. Lo scopo di questo lavoro è quello di progettare, costruire e testare un display tattile in grado di far leggere il testo in linguaggio Braille, che supporti gli utenti sordociechi nell’accesso alle informazioni e crei la possibilità di comunicare in modo indipendente. A questo scopo, il dispositivo sviluppato è basato sulla elettrostimolazione della pelle. Questo ci dà la possibilità di realizzare un dispositivo semplice, che possa essere portatile, personalizzabile e anche più piccolo e leggero rispetto alle altre tecnologie commerciali esistenti. Poiché la scelta della forma d'onda per la stimolazione è un importante criterio di progettazione, in questo lavoro è stato proposto un prototipo per creare quattro diverse forme d'onda elettriche. Per ciascuna di queste, è possibile configurare la tensione, la frequenza e il duty cycle. Il dispositivo è stato testato su sei persone combinando i vari parametri di stimolazione. I risultati del metodo proposto rivelano innanzitutto che è possibile riconoscere un carattere in Braille attraverso l’elettrostimolazione della pelle dopo un certo periodo di apprendimento che varia a seconda dei soggetti. Altri parametri dipendono fortemente dal soggetto; in particolare la frequenza.