Physik  |  Technik

 

Flavio Jakob, 2000 | Eschlikon, TG
Benjamin Portmann, 2002 | Felben-Wellhausen, TG
Sebastian Tietz, 2000 | Hüttwilen, TG

 

Die Arbeit behandelt die Entwicklung eines Handschuhs zur akustischen Wiedergabe der Gebärdensprache und erforscht potenzielle Anwendungsbereiche. Ziel ist es festzustellen, ob diese Technologie die Kommunikation zwischen Gehörlosen und Hörenden verbessern und sich auf dem Markt durchsetzen könnte. Basierend auf einem Besuch im Gehörlosendorf Turbenthal und umfassenden Recherchen wurden Anforderungen für den Handschuh erstellt. Im Ergebnis wird ersichtlich, dass der Handschuh noch keine bedeutende Verbesserung der Kommunikation bietet, da er lediglich das Gebärdenalphabet beherrscht. Als «Proof of Concept» dient er jedoch als Ausgangspunkt für die Weiterentwicklung, um die Interpretation komplexerer Gebärden zu ermöglichen.

Fragestellung

Kann ein selbst entwickelter Handschuh zur akustischen Wiedergabe der Gebärdensprache die Gebärde, beziehungsweise das Gebärdenalphabet, akustisch wiedergeben und könnte sich dieser auf dem Markt durchsetzen?

Methodik

Für das Projekt wurden Ziele gesetzt und Anforderungen für einen Handschuh definiert, der die korrekte Interpretation und Ausgabe aller Buchstaben ermöglichen sollte. Es folgte eine umfassende Recherche von Technologien zur Kommunikationsunterstützung für Gehörlose. Zusätzlich wurde Wissen über die Gehörlosenwelt im Gehörlosendorf Turbenthal erworben. Anschliessend wurde ein Konzept für den Handschuh entwickelt, welches die Sensorplatzierung und die Auswahl elektronischer Komponenten beinhaltet. Schliesslich wurde die Software zur Verarbeitung der Sensordaten und Umwandlung in Lautsprache programmiert und ausgiebig getestet. Letztendlich wurde der Handschuh Gehörlosen präsentiert, um ein direktes Feedback einzuholen.

Ergebnisse

Nach drei Monaten Arbeit wurde ein kompakter und funktionaler Handschuh entwickelt, der das Gebärdenalphabet als Eingabe interpretieren und akustisch wiedergeben kann. Er erkennt 24 statische Buchstaben mit Flexsensoren über den Fingerkuppen und zwei dynamische Buchstaben durch einen Gyroskop-Sensor, welcher Armbewegungen erfassen kann. Obwohl die grundlegenden Anforderungen erfüllt wurden, zeigte die Evaluationsphase, dass der Handschuh je nach Nutzer unterschiedliche Ausgaben generierte, was auf individuelle Handgrössen und -bewegungen zurückzuführen ist. Der Handschuh hat derzeit keine praktischen Anwendungsbereiche ausserhalb des Buchstabierens von Fremdwörtern und Namen. Um als Kommunikationshilfe zu dienen, müsste er komplexere Gebärden beherrschen und für jeden Nutzer einfach konfigurierbar sein. Im Vergleich zu Konkurrenzprodukten wie «BrightSign» ist der aktuelle Stand des Handschuhs nicht wettbewerbsfähig und würde sich daher nicht erfolgreich auf dem Markt durchsetzen.

Diskussion

Der aktuelle Handschuh bietet noch keine entscheidende Vereinfachung der Kommunikation, da die akustische Wiedergabe des Alphabets nicht ausreicht, um ein Gespräch zu führen. Dennoch zeigt die Technologie grosses Potenzial für zukünftige Entwicklungen. Dynamische Armbewegungen von Buchstaben können bereits erkannt werden, doch für komplexere Gebärden sind noch einige technische Herausforderungen zu bewältigen. Eine Kombination aus Sensoren und Künstlicher Intelligenz könnte helfen, eine Vielzahl von Gebärden zu erfassen und zu interpretieren. Durch eine «Aufnahmefunktion» könnte der Nutzer den Wortschatz des Handschuhs selbst erweitern. Die Nutzung von Embedded-Systemen mit spezialisierten KI-Beschleunigern könnte die Rechenleistung für anspruchsvolle KI-Modelle bereitstellen. Die Zusammenarbeit mit gehörlosen Menschen wird entscheidend sein, um den Handschuh kontinuierlich zu verbessern und die Nutzeranforderungen zu erfüllen.

Schlussfolgerungen

Die dreimonatige Arbeit führte zur Entwicklung eines funktionalen Handschuhs, der das Gebärdenalphabet interpretieren und akustisch wiedergeben kann. Jedoch zeigte die Evaluationsphase, dass seine alleinige Funktion zur Buchstabeninterpretation kaum zur Kommunikationsvereinfachung beiträgt. Besuche im Gehörlosendorf bestätigten die begrenzten praktischen Einsatzgebiete und die Unterlegenheit gegenüber Konkurrenzprodukten wie «BrightSign». Weitere Entwicklungen sind notwendig, wobei eine Kombination aus Sensoren und KI vielversprechende Möglichkeiten bietet. Es wird betont, dass das das der Handschuh grosses Potenzial für zukünftige Weiterentwicklungen bietet und eine enge Zusammenarbeit mit gehörlosen Menschen unerlässlich ist.

 

 

Würdigung durch die Expertin

Denise Kalt

In ihrer Arbeit «DeafEase» verbinden Herr Jakob, Herr Portmann und Herr Tietz auf kreative Weise Methoden aus Elektronik, Mechanik und Informatik. Den eigens entwickelten Gebärdenhandschuh betrachten sie kritisch in technischen und nutzerorientierten Evaluationen sowie im Verhältnis zum Stand der Technik. Die breite Palette der eingesetzten Methoden und die vertiefte Auseinandersetzung mit der Situation von Gehörlosen zeichnen diese Arbeit weiter aus.

Prädikat:

sehr gut

 

 

 

Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Lehrer: Dr. Peter Thalmann