Speciális szükségletű felhasználóknak készítendő multimédiás és virtuális valóság programok tervezési szempontjai Sikné Lányi Cecília Veszprémi Egyetem, Képfeldolgozás és Neuroszámítógépek Tanszék lanyi@almos.vein.hu Absztrakt Ebben a cikkben bemutatásra kerül az a több, mint egy évtizedes tapasztalat, melynek során a speciális igényű felhasználóknak fejlesztettünk multimédiás oktató és rehabilitációs szoftvereket a Veszprémi Egyetem Képfeldolgozás és Neuroszámítógépek Szín és Multimédia Laboratóriumában. Ezen idő alatt több, mint 30 multimédiás speciális szoftver született többek között gyengénlátóknak, hallássérülteknek, mozgássérülteknek, tanulásukban akadályozottaknak, kommunikációjukban sérülteknek, diszlexiás gyermekek fejlesztésére és az utóbbi 3 évben felnőtt agyvérzést szenvedett (stroke-os) betegek rehabilitációjára. A multimédiás szoftverek fejlesztése mellet 2 éve elkezdtünk virtuális valóság világokat készíteni fóbiás betegek kezelésére is. 1. Bevezetés A speciális igényű felhasználóknak alig készülnek szoftverek, ugyanis a nagy szoftverfejlesztők nem látnak fantáziát ebben a szegényes piacban. Pedig a világ lakosságának átlagosan 10%-a valamilyen téren fogyatékos. A magyarországi adatok a következők: 45 ezer gyermek részesül gyógypedagógiai oktatásban, 300 ezer hallássérült, 45 ezer vak (gyengénlátókról nincs nyilvántartott adat), 174 ezer felnőtt és 25 ezer gyerek mozgássérült, 300 400 ezer tanulásában akadályozott, értelmileg sérült és 10 ezer halmozottan fogyatékos él hazánkban. Amerikában a becslések szerint a lakosság csupán 14%-a szenved valamilyen problémától, ez a szám 65 év felett 50% [8]. Egy európai felmérés szerint 1999-ben a lakosság 23%-a vallotta magát valamilyen téren fogyatékosnak vagy részben fogyatékosnak (fizikai, érzékszervi vagy mentális fogyatékosnak), illetve 8% súlyosan vagy halmozottan fogyatékosnak. 2003-ban az európai lakosság 7,5%-a volt 75 év felett, ez a szám 2040-re 14,4% lesz. A 75 éven felüliek 45%-a úgy tartja, hogy van valamilyen vagy fizikai vagy mentális fogyatékossága [1]. Akárhogy is nézzük, a prognózisok szerint 20 éven belül Európában minimum 18% lesz a fogyatékosok száma. Ez, ha a mai 450 milliós európai lakosságot tekintjük, akkor is több, mint 81 millió ember. Nemcsak azért, mert az orvostudomány fejlődése révén a nagyon koraszülött babákat is megmentik, hanem azért, mert Európa lakossága öregszik, és idős korú lesz az a felhasználói (jelenleg középkorú) réteg is, amelyik már jól használja most mindennapi munkája és/vagy kikapcsolódása során a számítógépet. Tehát éppen időszerű, hogy felismerjük a problémát és felkészüljünk rá! Nem szabad elfeledkezni arról, mi vár ránk, ha megöregszünk, tervezzünk olyan világot ami a segítségünkre lesz! Nem egyszerű feladat egy hatékony multimédiás oktatási rendszert készíteni, bár van néhány szervezet és készült pár ajánlás is [4, 20]. Még nehezebb a kérdés, ha 202
speciális igényű felhasználókról van szó. A nemzetközi irodalom is egyre nagyobb figyelmet fordít a Design for All elvekre [3]. Számos konferencia is foglalkozik ezzel a témával, közülük a legjelentősebbek a következők: International Conference on Computers Helping People with Special Needs, amelyet idén Párizsban rendeznek meg (lásd: http://www.icchp.org/); International Conference Series on Disability, Virtual Reality and Associated Technologies, amelyet 2 éve Veszprémben rendeztünk, illetve idén Oxfordban lesz (lásd: http://www.cyber.rdg.ac.uk/isrg/icdvrat/home.htm); és a 2003 őszén Dublinban megrendezett Association for the Advancement of Assistive Technology in Europe (AAATE), melyet 2 év múlva Franciaországban fognak megrendezni (lásd: http://atireland.ie/aaate/aaate.htm). Mégis hosszú évek fejlesztési és kutatási munkái alapján jöttünk rá az alapvető figyelembe veendő tervezési szempontokra. 2. A multimédiás szoftverek tervezése során felmerült problémák és megoldásaik A Szín és Multimédia Laboratóriumban TDK és diplomamunkák keretében több, mint egy évtizede fejlesztünk speciális igényű felhasználóknak multimédiás okatószoftvereket. Ez a fejezet a legsikeresebb programokból mutat be néhányat, kiemelve az adott speciális igényt és arra ajánlott megoldást. Gyengén- és tompalátóknál fontos tudni, hogy nem ép látású felhasználóknak készül az adott multimédiás szoftver, mivel az ő visusuk 0,1 és 0,3 között van. (A tökéletes látás visusa 1). Ezért ajánlott az objektumok kontúrját megvastagítani, sőt igény van arra is, hogy szükség esetén a szoftver futása közben lehessen módosítani ezt a kontúrvastagságot (1. ábra). Ha a látássérült színlátása ép, akkor a fejlesztés során erre lehet építeni, ezért úgy kell elkészíteni a szoftvert, hogy be lehessen állítani az objektumok színét és a hátterük színét (2. ábra). Az animációknál pedig meg kell adni a leállítás lehetőségét, azaz kimerevíteni a képet. [13, 17] 1. ábra Vastag kontúrvonalak használata 203
A hallássérültek egyik problémája, hogy szegényes a szókincsük. Speciális oktatásuk során nemcsak a kiejtésüket fejlesztik, hanem minden órán a helyesírásukat is, és megmagyarázzák a tananyagban előforduló új szavak jelentését. Egyegy új információt nekik nagyon szemléletesen kell bemutatni, mintha képregény lenne (3. ábra). Az új ismereteket nagyon egyszerűen kell megfogalmazni. Meglepő, de a hallássérültek is igénylik a multimédiás szoftverek esetén a hangot! [7] 2. ábra Állítható tárgy- és háttérszín 3. ábra Képregényszerű történet Mozgássérültek esetén a szoftver tervezése során kell gondoskodnunk a megfelelő navigációról, ha olyan a felhasználó sérültsége, hogy nincs finom mozgása, tehát nem tudja kezelni sem az egeret, sem a billentyűzetet, illetve speciális billentyűzetet használ vagy valamilyen más speciális eszközt. Ebben az esetben csak egy gombot 204
vagy kapcsolót kell működtetnie [14]. Ezért találtuk ki az objektumok felett haladó mozgó keretet, melynek a sebessége beállítható (4. és 5. ábra). A kommunikációban sérülteknek sokféle szoftver készült. Mi Magyarországon a Bliss Alapítvány felkérésére a következő szoftvereket készítettük el: Bliss táblakészítő, Bliss mondatszerkesztő, Bliss e-mail és sms küldő [18, 19]. Itt is a mozgó keret technikáját alkalmaztuk. 4. ábra Mozgó keret alkalmazása a pedagógiai tesztben 5. ábra Mozgó keret alkalmazása a Memory játékban 205
Abban a szoftverben, amit intenzív osztályon fekvő mozgásképtelen betegek kommunikációjának segítésére készítettünk, szintén a mozgó keret technikáját használtuk fel (6. ábra) [16]. 6. ábra Intenzív osztályon fekvő betegek kommunikációját segítő szoftver Ezenkívül kisiskoláskorú diszlexiás gyermekeknek is fejlesztettünk három szoftvert (Diszlexikon, Meixner Ildikó olvasókönyve és munkafüzete, valamint a Dyslearning szoftvereket), erről ezen a konferencián még lesz szó, ezért az itt nem kerül bővebb ismertetésre. Általános elvként elmondható, ha diszlexiásoknak fejlesztünk szoftvert, mivel nekik problémát okozhat a hosszú oldalak elolvasása, sokat segíthet, ha az oldalak átfutását címsorokkal támogatjuk [8]. Tanulásukban akadályozott gyermekek fejlesztésére a multimédiás szoftverekben az utasításokat nagyon egyszerűen, tőmondatokban kell megfogalmazni. Az új információt is a lehető legegyszerűbben kell leírni. Ezek a legrégebbi szoftvereink, (Hova, Talányos történetek, Kismatek stb.) ezért ezeket sem ismertetem itt részletesen [12]. (Bővebb információ a http://www.knt.vein.hu home page-en található.) Általános elvként elmondható, hogy értelmi fogyatékosoknak a tartalmat általános iskolás szinten kell megfogalmazni [8]. Színtévesztők problémáinak kiküszöbölésére nézzük meg a beállításainkat legalább szürkeárnyalatosan, ha nincs módunkban színtévesztőkkel teszteltetni a programjainkat! Miután rengeteg tapasztalatot gyűjtöttünk speciális igényű tanulóknak fejlesztett multimédiás oktatószoftverek készítésénél, ezután kezdtünk el stroke-os betegek rehabilitációjára fejleszteni teszt és gyakorló multimédiás szoftvereket. Ezen speciális igényű felhasználóknál nagyon fontos, hogy egyrészt, mint a tanulásukban akadályozottaknál, egyszerűen adjuk meg az utasításokat, valamint a feladatoknál mindig csak a szükséges segítséglehetőségét adjuk meg fokozatosan a felhasználó igényeinek megfelelően (7. és 8. ábra) [15]. 206
7. ábra Segítség: elhalványítás és kiszínezés 8. ábra Segítség, először a negyedórák, majd az öt percek bejelölése 3. Virtuális valóság a pszichológiában Sok ember szenved kisebb vagy nagyobb fóbiáktól, míg legtöbbüknél ez csupán kisebb mizéria marad, és egyszerű önszuggesztióval leküzdhető, addig mások életét nagyban korlátozhatja a félelem ezen formája. Ez utóbbi csoport nagy része azonban nem fordul orvosi segítségért. Ennek számos oka lehet, de az egyik fő ok talán a félelem, hogy szembe kell nézniük fóbiájuk tárgyával vagy a rettegett helyzettel. Éppen ezért, az amúgy igen sikeresen alkalmazott terápiás lehetőségek mellett, új megközelítésekben is érdemes megvizsgálni a problémát. Ennek egyenes következményeként sok kutató gondolta úgy, hogy a szimulátorokhoz hasonlóan létrehozott virtuális környezetek alkalmasak lehetnek a fóbiák kezelésében, és igazuk lett. Ma már számos országban igen sikeresen alkalmazzák ezt a fajta terápiát. Munkánk célja olyan virtuális környezetek létrehozása volt, amelyek felhasználhatóak lehetnének a terápiák során. Természetesen az összes fóbia lehetséges terápiás környezetének létrehozására nem vállalkozhattunk, így közülük az agorafóbia 207
(tériszony), az akrofóbia (magasságtól való félelem) és a közlekedési fóbiák (metró, autóbusz) kezelésében alkalmazható virtuális világokat hoztunk létre. A virtuális világokat a valós világban felvett videofelvételek alapján készítettük el. 3.1. Virtuális valóság a fóbiák kezelésében A fóbiák legelterjedtebb és manapság leghatékonyabb kezelési technikája a belemerítő terápia. E terápia általában a félelem tárgyával való képzeletbeli vagy valós konfrontáción alapul, de tulajdonképpen bármely olyan metódus alkalmazható, amely aktiválni és módosítani tudja a hibás információkat tartalmazó memóriaállományt az agyban. Így válik tehát a virtuális valóság a fóbiák kezelésének potenciális eszközévé [2, 5]. Bizonyos esetekben pedig talán a leghatékonyabb terápia, hiszen: A virtuális környezet teljesen biztonságos, hiszen a terapeuta sokkal nagyobb kontrollal rendelkezik a rettegett szituáció felett. A virtuális valóság lehetővé teszi, hogy a valóság szabta határok mögé is bekukkanthasson a beteg, hiszen olyan helyzeteket is átélhet, melyek a valóságban aligha következnének be. Ugyancsak nagyon hasznos eszközzé válik a virtuális valóság, mikor a félelem tárgya nem könnyen hozzáférhető vagy meglehetősen költséges. És nem utolsósorban a virtuális környezet teljes bizalmas kezelési módszert nyújt a beteg számára, alkalmas tehát a nyilvánosság teljes kizárására. Mindemellett pedig kielégíti a hatékony belemerítő terápia minden követelményét: hiszen ismételhető (a rettegett helyzet többször átélhető), fokozható (a szituáció erőssége lépésről lépésre fokozható) és fenntartható (a szituáció fenntartható addig, amíg a szorongás el nem múlik.) 3.2. Létrehozott virtuális világok A virtuális környezetek kifejlesztéséhez a VRML (Virtual Reality Modelling Language) programnyelvet és Maya elnevezésű, professzionális 3D-os tervező szoftvert használtuk. Az első környezetként egy hétköznapi, kétszintes ház erkélyét, egy 10 emeletes ház külső üvegliftjét, egy zárt liftet és egy mozgó falú szobát készítettünk el [6]. Második helyszínként egy belső üveglift készült. Különbséget jelent azonban a fejlesztés módja, hiszen míg az előbbi környezetekhez az említett VRML programnyelvet használtuk, addig ez a virtuális világ a Maya professzionális szoftverrel készült, melynek alapjául egy budapesti szállodáról készített videofelvétel szolgált [9]. Természetesen a helyszín maga is más, egy többemeletes szálloda belseje, melynek halljában közlekedik az üveglift (9. és 10. ábra). Klausztrofóbia kezelésére zárt liftet és szobát készítettünk, melynek a fala mozgatható. Jelenleg a Semmelweis Orvostudományi Egyetemmel azon dolgozunk, 208
hogy a legjobb és lehetőleg legolcsóbb hardverkonfigurációt építsük fel. Az eddig elkészült világainkat pedig bevezessék a mindennapi klinikai gyakorlatba. 9. ábra Belépés a szálloda halljába 10. ábra A szálloda földszinti és a liftből látható képe A közlekedési fóbia kezelésére modelleztük a budapesti metrót (11. és 12. ábra) és a buszközlekedést egy nagyvárosban [10]. 11. ábra Metró mozgólépcsője és várakozási peronja 209
12. ábra Metrókocsi kívül és belül Világainkban mindig a fokozatosság elvét tartjuk szem előtt, azaz a páciens mindig csak a neki megfelelő ingert és a megfelelő feladatot kapja, hogy fokozatosan egyre nehezebbeket legyen képes megoldani. 4. Tapasztalatok és ajánlások Röviden összefoglalva a különböző sérültségi területeken mit kell figyelembe venni és mire kell a tervezésnél ügyelni: Gyengén- és tompalátóknál úgy kell elkészíteni a multimédiás szoftvert, hogy azt a felhasználó igényeinek megfelelően (a visus függvényében) lehessen beállítani, az objektumok kontúrvastagságát, az objektumok és hátterük színét, a mozgást, valamint az animációkat le lehessen állítani, azaz kimerevíteni a képet. Hallássérültek esetén, mivel szegényes a szókincsük, lehetőleg egyszerűbben kell fogalmazni, képregényszerűen közölni a mondanivalót, és ők is igénylik a hangot. Mozgássérültek esetén a legnagyobb probléma az optimális navigáció lehetőségének megadása, ez ha másként nem lehetséges, megoldható egy mozgó kerettel, melynek beállítható a sebessége. Tanulásukban akadályozottak estén kerülni kell a bonyolult összetett mondatok, illetve instrukciók megadását. Stroke-os betegek rehabilitációjára készülő szoftvereknél mindig csak a legszükségesebb segítséget kell megadni. Fóbiák kezelésében a virtuális világ adta feladatokat mindig úgy kell megtervezni, hogy az a fokozatosság elvét kövesse, azaz a páciens egyre nehezedő feladatokat kapjon a pszichológus irányításával. Alapvetően az lenne a legjobb, ha olyan programot terveznénk, amely kifejezetten a hátrányos helyzetű felhasználókat célozza meg. Láthatjuk azonban, ha a különböző fogyatékosságokkal rendelkező felhasználókkal végzünk ergonómiai teszteket, hogy olyan sok eltérő fogyatékosságtípus létezik, amelynek meg kellene felelni, hogy olyat, ami mindegyikre jó, nem lehet alkotni. Ezért marad az, hogy egy-egy területre fejlesztünk, de ott maximálisan figyelembe vesszük az igények mellett a sérült réteg szükségleteit (fizikai és értelmi képességieket) és lehetőségeiket is. 210
5. Összefoglalás Ez a cikk bemutatta azt a több, mint egy évtizedes tapasztalatot, melynek során a speciális igényű felhasználóknak fejlesztettünk TDK és diplomamunkák keretében 1992-től több, mint 30 multimédiás oktató és rehabilitációs szoftvert, valamint az utóbbi 2 évben virtuális világokat a Veszprémi Egyetem Képfeldolgozás és Neuroszámítógépek Szín és Multimédia Laboratóriumában. A konferencián röviden bemutatásra kerülnek a cikkben említett legsikeresebb programok. A multimédiás szoftverekről és virtuális világokról bővebb információ a következő home page-n található: http://www.knt.vein.hu. Köszönetnyilvánítás A szerző ezúton szeretne köszönetet mondani a Széchenyi program támogatásáért, melynek keretében a stroke-os betegek rehabilitációjához kapcsolódó kutatásokat, valamint a szoftvercsomag és mintarendszer létrehozását az NKFP 2/052/2001 pályázat támogatja. A program rehabilitációs tesztjeinek megtervezésért dr. Pataky Ilona neuropszichológusnak. A Nemzetközi Gyermekmentő Szolgálat és az Informatikai és Hírközlési Minisztérium Esélyt a jövőnek programja támogatásáért. A szoftverek megírásában részt vevő több, mint 70 hallgatónak, illetve most már részben a végzett informatikus mérnök hölgyeknek és uraknak szorgalmas munkájukért, (nevük a szerző home page-ének diplomamunkák és TDK munkák címszava alatt megtalálható), és végül de nem utolsósorban dr. Schanda János professzor úrnak, aki annak idején ezt a témát befogadta tanszékére és biztosította hozzá a nyugodt munkafeltételeket. Referenciák [1] 2010: A Europe Accessible for All, Report from the Group of Experts set up by the European Comission (2003): http://europa.eu.int/comm/employment_social/index/final_report_ega_en.pdf [2] M. E. Domingo, J. C. G. Cebollada, C. P. Salvador: VR Testbed Configuration for Phobia Treatment Research. Proceeding of the Euromedia 2001 Conference, pp. 200 204. (2001) [3] Design for All. http://www.design.ncsu.edu:8120/cud/univ_design/princ_overview.htm [4] EvaluTech (Software Evaulation Organisation of SREB in US). http://www.evalutech.sreb.org/ [5] L. F. Hodges, P. Anderson, G. C. Burdea, H. G. Hoffman, B. O. Routhbaum: Treating Psychological and Physical Disorders with VR. IEEE Computer Graphics and Applications, November/December pp. 25 33. (2001) [6] Laky Viktória: Virtuális valóság technikák alkalmazása a pszichológiában. Diplomamunka, Veszprémi Egyetem (2002) [7] Nemetz András, Geiszt Zoltán, Sik András, Sikné Lányi Cecília: Már tudom mi a neve! (Oktatóprogram siket gyerekeknek.), Média Informatika Kommunikáció 2001 Konferencia, Veszprém, 2001. szeptember 13 15., 133 136. old. 211
[8] Jakob Nielesen: Web-design. Typotex, 298 311. old. (2002) [9] Oszvald Balázs: Virtuális valóság technikák alkalmazása a pszichológiában (Akrofóbia kezelése és megvalósítási lehetőségek Maya szoftver segítségével). Diplomamunka, Veszprémi Egyetem (2003) [10] Posztós Norbert, Tóth Gábor: Virtuális világok készítése közlekedési fóbiák kezelésére. TDK dolgozat, Veszprémi Egyetem (2003) [11] C. Sik Lányi: Optimization of computer presented information for left-handed observers. PsycnNology 2003, VOL 1 [2], http://www.psychnology.org/article205.htm [12] C. Sik Lányi: Development of computer teaching programs for special treatment of backward children in Hungary. Knowledge Transfer-'96 International Conference, London July 22 26, 1996, pp. 183 189. [13] C. Sik Lányi, Zs. Lányi: Multimedia Program for Training of Vision of Children. Journal of Information Technology Education, Volume 2, pp. 279 290. http://www.jite.org/documents/vol2/v2p279-290-28.pdf [14] C. Sik Lányi, Á. Molnár-Lányi: Psychological and pedagogic testing of handicapped children with locomotion disorder using multimedia programs. The 3rd International Conference on Disability, Virtual Reality and Associated Technologies ICDVRAT 2000, Sardinia, Sept. 23 25. 2000, pp. 99 106. [15] Sikné Lányi Cecília, Szabó Julianna, Páll Attila, Pataky Ilona: Számítógépes eljárás kidolgozása agyi érbetegségben szenvedő betegek kognitív rehabilitációjára. Informatika és Menedzsment az Egészségügyben, I. évfolyam 2. szám 2002. szeptember 24 30. old. [16] Sikné Lányi Cecília, Kosztyán Zsolt, Kupeczik István, Gyurka Szabolcs, Müllerné Szögedi Ildikó: Kommunikációs eszközök fejlesztése intenzív osztályon fekvő betegek számára. Informatika és Menedzsment az Egészségügyben, I. évfolyam 5. szám 2002. december 33 37. old. [17] Sikné Lányi Cecília, Tilinger Ádám, Lányi Zsuzsanna: Multimédia alkalmazása az amblyopia kezelésében a harmadik évezred küszöbén. Informatika és Menedzsment az Egészségügyben, II. évfolyam 5. szám 2003. június 31 37. old. [18] Sikné Lányi Cecília, Simon Csaba, Papp Zoltán: Magyarnyelvű oktatói segédprogramok a BLISS nyelvhez. XXIII. Neumann Kollokvium, Veszprém 2000. november 9 10., 37 40. old. [19] Sikné Lányi Cecília, Szalmás Attila, Várady Géza, Sándor Norbert: Magyar nyelvű Bliss jelképrendszerű kommunikációs szoftverek készítése. Agria Media 2002 konferencia, Eger, 2002. október 10 12., 233 244. old. [20] Wallace, L. at al.: Applications of Speech Recognition in the Primary School Classroom ESCA Still 98 Workshop Proceedings, Marholmen, pp. 21 24. (1998) 212