Nowa półautomatyczna metoda tworzenia i aktualizacji map tematycznych dla osób niewidomych i słabowidzących, którą opracowali naukowcy z Wojskowej Akademii Technicznej umożliwi ich łatwiejszą produkcję. Pomoże to m.in. lepiej realizować programy nauczania i ułatwi zapewnienie równości w dostępie do edukacji uczniom z niepełnosprawnościami wzroku. Wyniki badań ukazały się w czasopiśmie „Cartography and Geographic Information”.
Tyflomapy to mapy wypukłe, przystosowane do odczytu treści za pomocą zmysłu dotyku, a także – w ograniczonym stopniu – również wzroku, co ułatwia mocno kontrastowa treść graficzna. W kartografii są one niszą, ale pomagają osobom niewidomym i słabowidzącym w poznawaniu świata.
„Wykorzystywanie tyflomap do orientacji i nawigacji staje się powoli reliktem przeszłości. Chcąc dojść z jednego punktu do drugiego, dużo wygodniejsze jest skorzystanie z aplikacji na smartfonie. Nadal jednak użyteczne dla osób z dysfunkcjami wzroku są m.in. plany na stacjach metra, czy budynkach administracji publicznej, które nie są dostępne w aplikacjach. Na znaczeniu nie straciły także mapy tematyczne, które ułatwiają osobom niewidomym i słabowidzącym poznawanie relacji przestrzennych istniejących w otaczającym nas świecie. Ich niedostatek, wynikający z wysokich kosztów produkcji, utrudnia realizację programów nauczania wielu przedmiotów w szkołach i może naruszać równość w dostępie do edukacji” – tłumaczy dr inż. Jakub Wabiński.
W duchu wyrównywania szans w dostępie do informacji przestrzennej jest realizowany w WAT od 2021 roku projekt „Technologia opracowania tyflomap zabytkowych założeń parkowych”, który finansuje Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR).
„W Polsce, w przeciwieństwie do niektórych krajów, nawet tych uznawanych za rozwinięte, uczniowie niewidomi i słabowidzący podczas lekcji szkolnych korzystają z tyflomap. Jednak liczba materiałów edukacyjnych tego typu jest mocno ograniczona i często nie przedstawiają one aktualnych danych. Wynika to z tego, że placówki edukacyjne zazwyczaj nie mogą sobie pozwolić na zakup materiałów tyflograficznych, a Główny Urząd Geodezji i Kartografii, który w Polsce odpowiada za opracowywanie tyflomap, wydaje atlasy tyflokartograficzne tylko raz na jakiś czas i nie wznawia nakładów, głównie z uwagi na bardzo wysokie koszty ich wydruku” – mówi dr inż. Jakub Wabiński.
Generalizacja danych
Nowoczesne technologie mogą częściowo zmniejszyć istniejące bariery w dostępie do tyflomap. Papier puchnący czy druk 3D umożliwiają znaczące obniżenie kosztów ich drukowania. Główny Urząd Geodezji i Kartografii udostępnia pliki źródłowe swoich tyflomap, dzięki czemu swobodnie można drukować własne kopie atlasów, m.in. w szkołach i placówkach szkolno-wychowawczych, z wykorzystaniem niskokosztowych technik druku.
Nadal jednak istnieje problem szybkiego opracowywania nowych tyflomap o wysokiej jakości. Wynika to z potrzeby zmierzenia się z jednym z głównych wyzwań w kartografii, czyli generalizacją. W przypadku tego rodzaju map jest to proces takiego uproszczenia danych przestrzennych, aby można je było odczytać dotykiem. Należy wziąć tu pod uwagę fakt, że zdolność rozdzielcza palca, czyli percepcji dotykowej, ale też uszkodzonego wzroku jest, w przybliżeniu, dziesięciokrotnie niższa niż standardowa rozdzielczość oka. Tyflomapy muszą być zatem 10 razy bardziej uproszczone niż klasyczne mapy.
Proces generalizacji ułatwia stosowanie algorytmów, które zapewniają powtarzalność uproszczeń oraz ich automatyzację. Obecnie, coraz popularniejsze staje się także wykorzystywanie w tym celu algorytmów głębokiego uczenia, które są stosowane m.in. w Holandii i Niemczech. W Polsce również trwają już testy nad ich wprowadzeniem.
Półautomatyczna metoda generalizacji danych
„W naszych badaniach także podjęliśmy prace nad metodyką, umożliwiającą generalizowanie nieodpłatnych danych przestrzennych w sposób możliwie najbardziej automatyczny. Jednocześnie podjęliśmy badania nad zwiększaniem ilości informacji umieszczanej na silnie uproszczonych mapach dotykowych. Tak, żeby z jednej strony finalne mapy były czytelne, a z drugiej przekazywały jak najwięcej informacji” – wyjaśnia dr Wabiński.
Generalizacja danych na potrzeby tyflomap jest czynnością bardzo subiektywną, gdyż z jednej strony należy silnie uprościć elementy treści, a z drugiej oddać charakterystykę obszaru i zjawiska pokazywanego na mapie. Decyzje o tym, co ma znaleźć się na docelowej mapie, a co może zostać pominięte nie mogą więc być całkowicie zautomatyzowane. Naukowcy WAT w swoim artykule zaproponowali półautomatyczną metodę, która może znacznie przyspieszyć m.in. aktualizację danych na istniejących mapach edukacyjnych, jak i opracowywanie nowych map tematycznych. 
Metodę tę zaimplementowano następnie do opracowania pilotażowej mapy tematycznej surowców mineralnych Polski w skali 1:2 000 000. Była to mapa hybrydowa, zawierająca treść dotykową w postaci przezroczystej planszy, pod którą podłożono planszę graficzną dla osób słabowidzących. Bardzo pomocny okazał się tutaj druk 3D, który posłużył do niskokosztowego wydruku prototypu.
Prototypowa mapa została przetestowana w Ośrodku Szkolno-Wychowawczym dla Dzieci Niewidomych w Laskach. Uczniowie z niepełnosprawnościami wzroku podczas typowej pracy z mapą mogli zapoznać się z nią i zgłosić swoje uwagi.
„Tyflomapa opracowana w WAT bardzo podobała się uczniom biorącym udział w testach, ale też zwrócili uwagę na pewne mankamenty. Na przykład dotykowa nakładka na tyflomapę okazała się niewystarczająco przezroczysta, przez co dzieci z resztkowym widzeniem nie widziały dokładnie, co znajdowało się pod nią – problematyczne było odczytanie treści graficznej zaprojektowanej dla osób słabowidzących. Dzięki takim informacjom zwrotnym, możemy ulepszać nasze rozwiązania i podejmować kolejne kroki, które prowadzą do wypracowania w pełni funkcjonalnego produktu. Zawsze bardzo mi zależy na wdrażaniu rozwiązań użytkowych i nie chcę się zatrzymywać na tworzeniu prototypów, które nie są weryfikowane przez grupę docelową. Lubię widzieć efekt swoich prac i dlatego staram się je zawsze testować, aby mieć pewność, że trafią kiedyś do powszechnego użytku” – deklaruje dr Wabiński.
Nowe możliwości
Automatyzacja procesu opracowywania tyflomap oraz obniżenie kosztów ich wydruku stawia nowe możliwości przed tyflokartografią. Zawsze był to temat uważany za niszowy, ponieważ zainteresowana była nim tylko wąska grupa odbiorców. Zdaniem dr. inż. Jakuba Wabińskiego należy zmienić myślenie na ten temat, gdyż tyflomapy mogą być użyteczne nie tylko dla osób niewidomych i słabowidzących.
„W przyszłości chciałbym zająć się tematem użyteczności tyflomap dla innych grup osób ze specjalnymi potrzebami, na przykład osób starszych czy osób ze spektrum autyzmu. W najbliższym czasie planuję jednak skupić się na upowszechnieniu wypracowanych dotychczas rozwiązań. Nie powinny one zostać tylko na papierze w publikacjach naukowych. Chcielibyśmy dotrzeć z nimi do praktyków i osób bezpośrednio zainteresowanych tworzeniem tyflomap, zarówno w kraju, jak i za granicą. Mamy w planach organizację warsztatów, które będą rozpowszechniały nasze rozwiązania. Poza tym rozpoczynamy prace nad repozytorium, w którym znajdą się wszystkie zasady redakcyjne dotyczące tworzenia tyflomap i symbole dotykowe, gotowe do wykorzystania w różnych technikach druku, które zostały opracowane przez zespoły badaczy i praktyków z różnych części świata” – mówi naukowiec.
Wyniki badań ukazały się w czasopiśmie „Cartography and Geographic Information” w artykule pod tytułem: „Semi-automatic development of thematic tactile maps”. Współautorami artykułu są dr hab. inż. Albina Mościcka, prof. WAT oraz spoza WAT dr hab. Guillaume Touya z Institut Géographique National (IGN) i Uniwersytetu Gustava Eiffela w Paryżu.
Artykuł otrzymał 100 punktów, wskaźnik cytowań dla czasopisma (IF) to 2.5.
DOI
Marcin Wrzos
fot. Katarzyna Puciłowska
***
Dr inż. Jakub Wabiński jest absolwentem Wydziału Nawigacji Akademii Morskiej w Szczecinie z 2015 roku (studia pierwszego stopnia). Jeden z semestrów studiów inżynierskich realizował w Univerza v Ljubljani (Lublana, Słowenia), w ramach programu Erasmus. Studia drugiego stopnia ukończył na Wydziale Inżynierii Lądowej i Geodezji Wojskowej Akademii Technicznej w 2017 roku. Praca magisterska została wyróżniona przez Stowarzyszenie Geodetów Polskich.
Od 2021 roku jest pracownikiem Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji, obecnie na stanowisku adiunkta. Odbył zagraniczne staże w Dublin Institute of Technology (2017) oraz University of Oregon (2020).
W swojej pracy zajmuje się głównie zagadnieniem tyflomap – specjalnego rodzaju map przystosowanych do czytania za pomocą dotyku przez osoby niewidome i słabowidzące. Pracuje nad optymalizacją ich opracowywania poprzez stosowanie innowacyjnych rozwiązań w zakresie projektowania znaków, modelowania kartograficznego i metod produkcji. Interesuje się również nowoczesnymi metodami prezentacji kartograficznych.
Dr inż. Jakub Wabiński był bohaterem cyklu #młodziinnoWATorzy, w którym prezentujemy projekty, prace naukowe i dyplomowe, nowoczesne rozwiązania ambitnych studentów Wojskowej Akademii Technicznej.