Состав раствора для отмостки: Страница не найдена — Бетон: марки, заливка, изделия, виды

Содержание

Какой раствор нужен для отмостки дома

Цементный раствор — основной связующий материал в строительстве. Его используют для создания отмостки, которая защищает фундамент от разрушения, а также для бетонных работ, возведения стен.

Благодаря прочности и надежности раствора удается добиться качественных результатов. В зависимости от своего вида цемент может иметь различные характеристики, например, водонепроницаемость или пластичность.

Правильно приготовленная смесь гарантирует долговечность эксплуатации сооружения, монолитность постройки и оптимальное сцепление поверхностей.

От их качества зависит, как себя будет вести бетон в условиях различных температур, какова будет его плотность. Для придания бетону дополнительных свойств в цементную смесь для добавляют опилки, осколки камней, шлаковые отходы и др.

Приготовленную смесь можно использовать для отмостки вокруг дома, для возведения ленточного и монолитно ленточного фундаментов.

Цемент – основа раствора для отмостки. Он должен обладать высокими вяжущими свойствами, быть устойчивым к химическим и механическим воздействиям, обеспечивать бетону прочность.

В зависимости от маркировки цемент отличается различной скоростью застывания, схватывания и областью применения.

Цемент может быть чистым или с добавками. На мешках об этом свидетельствуют индексы:

О дополнительных характеристиках можно судить по наличию следующих аббревиатур:

Маркировка – М – позволяет определить степень нагрузки на квадратный сантиметр, который может выдержать цемент. Так, М500 значит, что данный материал выдерживает нагрузку в 500 кг на 1 см2.

Качественная отмостка и её долговечность определяется прочностью цемента. Чем прочнее цемент, тем выше эксплуатационные сроки отмостки и ниже вероятность её ремонта (как отремонтировать отмостку читайте здесь).

Для создания цементного раствора лучше отдать предпочтение портландцементу.

Чтобы добиться оптимальной плотности бетона рекомендуется использовать цемент марки не ниже М200. Для улучшения характеристик раствора можно добавить в него армированный или неармированный гравий от 0,5 до 2 см в диаметре.

На неустойчивых участках вокруг дома или здания применяют цемент М400. Они достаточно морозо- и водостойкие. При создании отмостки для промышленных объектов в раствор подмешивают цемент прочностью М500 или ПЦ500. Материал отлично подходит для участков с высокой влажностью и резкими температурными перепадами.

Требования к выбору песка предъявляются самые высокие. В составе материала обязательно должны отсутствовать примеси глины. Оптимальный вариант песка:

Продажей песка занимается ряд компаний. Его добывают в карьерах, путем просеивания крупных частиц и очищения песчаного грунта. Перед сделкой покупателю обязательно должны предоставить сертификат качества, который является подтверждением соблюдения всех норм обработки.

Каждая марка цемента предполагает соблюдение индивидуальных пропорций при добавлении песка. Если соотношение будет нарушено, то это обязательно скажется на качестве цементной смеси.

Для монтажа отмостки лучше всего выбирать цемент от М300 до М500. Эти марки являются универсальными и идеально сочетают в себе все необходимые функции.

Получить бетон М100 можно несколькими способами:

Для бетона М200 понадобится уменьшить количество песка:

Низкие марки бетона пригодны для создания стяжек полов или проведения штукатурных работ. Для отмостки, так же как для заливки ленточного фундамента дома, понадобится бетон прочностью не менее М200.

Вода в соотношении играет немаловажную роль. Её количество, как правило, составляет половину от веса цемента. Например, на 500 кг цемента понадобится 1500 кг песка и 250 л воды. Если смещать количество воды в меньшую сторону, раствор будет становиться гуще, а его прочность – выше.

А в этой статье читайте как правильно залить ленточный фундамент.

Расход цемента на создание отмостки зависит от марки самого материала и марки бетона, который вы хотите получить в результате. Также на подготовку влияют такие факторы как чистота компонентов, их крупность, качество воды и прочие нюансы.

В среднем на кубометр раствора для бетона М200, необходимо 490 кг цемента М400 или 410 кг цемента М500. Такие пропорции подходят для работ по созданию отмостки, заливки фундамента, формирования садовых дорожек.

Наибольшей популярностью пользуется цемент М500. Он подходит практически для любых видов деятельности и позволяет создать бетон любой прочности. Его соотношение на 1 м3 при стандартных условиях составляет:

Во время приготовления цементного раствора не забывайте о температуре воздуха, которая должна быть не ниже -5 градусов, и качестве компонентов. Скорости вымешивания в 10-12 оборотов в минуту достаточно, чтобы приготовить раствор за 5-10 минут.

Использовать состав необходимо в течение часа после приготовления. Только при соблюдении всех рекомендаций, можно получить высококачественный и прочный материал.

Как правильно замешивать цементный раствор и какие пропорции при этом соблюдать рассказывает следующее видео:

Отмостка является обязательным элементом при возведении жилого дома. Она защищает фундамент от воздействия атмосферных осадков, предотвращает расползание почвы под основанием дома и завершает архитектуру постройки. Правильно подобранные пропорции бетона для отмостки позволят увеличить эксплуатационный срок здания.

При соблюдении технологий подбор состава бетонной смеси для сооружения отмостки не будет являться сложным процессом. Одной из главных задач при замешивании раствора является определение количества и дозировки компонентов для строительства.

Отмостка выполняет две функции: защитную и декоративную. Она отвечает за сохранность цоколя фундамента дома и его подземной части от разрушительного воздействия талой и дождевой воды. Устройство отмостки из бетона позволяет продлить эксплуатационный период основания: если почва вокруг фундамента будет оставаться в сухости, то ему не грозит разрушение от влаги.
Сухое основание предотвратит образование плесени и мха на поверхности стен. Кроме того, на цоколь при сооруженной отмостке снижается нагрузка в весенний период, когда происходит пучение грунтов.
Декоративная функция заключается в завершенности архитектуры дома. Кроме того, этот элемент может быть использован в качестве пешеходной дорожки.

Согласно СНиП требования по сооружению отмостки стандартны:

Следует помнить, что отмостку сооружают с уклоном от стен фундамента. Грунт под бетонной лентой следует уплотнять. Кроме того, необходимо устроить дренажный слой в виде щебневой подсыпки.
Кроме стандартов, регламентированных СНиП, необходимо также помнить, что ширину отмостки следует принимать на 200 мм от вылета козырька. Если крыша дома плоская, то это значение должно составлять минимум 0,5 м от стены.
Сооружать отмостку рекомендуется по всему периметру вокруг дома без каких-либо прерываний. Однако не стоит забывать и про температурные швы — их рекомендуется нарезать через каждые 2-2,5 м. Обязательными являются швы на отмостке в точках углов здания.

В первую очередь качество бетонной конструкции будет зависеть от используемых компонентов, во вторую — от технологии заливки раствора. При этом рекомендуется тщательно соблюдать приготовление смеси с учетом всех требований, поскольку производство некачественной бетонной массы приведет к быстрому появлению трещин, сколов и, как следствие, скорому разрушению конструкции.
Если рассматривать бетонную смесь с точки зрения качественных характеристик компонентов, то тут следует придерживаться таких рекомендаций по их выбору:

Для сооружения отмостки рекомендуется готовить раствор не ниже марки М200, что соответствует маркам цемента М300, М400.

Поскольку цемент является связующим компонентом в составе бетонной массы, то от его качества будет зависеть прочность будущего сооружения.
Самым востребованным является цемент марки М400 — он подходит для изготовления бетонного раствора класса В-15. Материал отвечает следующим техническим требованиям:

Бетонная конструкция, изготовленная с применением этого цемента, набирает марочную прочность за месяц, отличается повышенной водонепроницаемостью, не вступает в реакцию с химическими реагентами и устойчива к сильным температурным перепадам.
Кроме этого, следует обращать внимание на дату производства цемента. Качественный материал сохраняет свои свойства в течение 3 месяцев со дня изготовления, после чего теряется около 30% прочностных характеристик. Маркировка должна включать указание точного времени (посекундно), в противном случае можно приобрести подделку.
Из цемента марки М400 можно получить на выходе бетон разной марочной прочности, если корректировать пропорции добавляемых компонентов. Какая марка бетона получится в зависимости от составляющих, можно увидеть ниже.

Количество бетона на 10 л цемента, л

Некоторые участки могут оказаться неустойчивыми вследствие пучинистых грунтов или высокого пролегания грунтовых вод. В этом случае цемент рекомендуется использовать марки не ниже М400, реже — портландцемент марки ПЦ500. Материал хорошо подходит для местности с резкими перепадами температур и повышенной влажностью.

Каким должен быть наполнитель

В качестве наполнителей выступают речной песок и щебень средней фракции. В некоторых случаях вместо щебня используется мелкий гравий. Для снижения веса и увеличения объема раствора часто добавляется керамзит: он отличается малым весом и является хорошим заполнителем массы.
Необходимо помнить, что щебень средней фракции потребует большего количества воды, чем крупнофракционный.
Известняк для приготовления бетона брать не рекомендуется, поскольку он снижает марочную прочность конструкции.

Как подготовить песок

Прочность бетонной конструкции будет зависеть не только от вяжущего материала, но и наполнителей, одним из которых является речной песок. Для приготовления смеси рекомендуется использовать песок крупной фракции. Допускается применение карьерного песка, предварительно просеянного через мелкоячеистую решетку.
Если самостоятельно добытый песок имеет глинистые частицы, то удалить их можно с помощью простой промывки. Для этого в емкость с песком заливается большое количество воды, песок отстаивается, затем промывается. Большая часть глинистых примесей осядет на дно, а после промывки песок станет чистым настолько, что его можно будет использовать для приготовления смеси.
Чем выше требуется марочная прочность бетона, тем меньшее количество песка понадобится для создания раствора.

Как добавлять воду

Воду в бетонную смесь следует добавлять после того, как тщательно перемешаны все составляющие сухой массы. Количество жидкости для затворения раствора в большинстве случаев определяется как 1/2 часть от объема цемента, однако это не всегда так. Затворитель должен образовывать смесь такой консистенции, чтобы она была достаточно пластичной и удобной для заливки отмостки.
Жидкость для разведения раствора должна быть чистой. Можно использовать холодную колодезную воду или из скважины, главное условие — чтобы она не содержала мусора и грязных примесей, например, глинистых частиц. Наличие примесей может снизить вяжущие свойства смеси.
Затворитель добавляется в таком объеме, чтобы полученная масса не стекала с лопаты и не слишком налипала на нее. Консистенция бетонной массы должна быть схожа по вязкости с густой сметаной.

Пропорции бетона для отмостки: расчет

Стандартный рецепт приготовления бетонного раствора содержит следующие компоненты и пропорции:

  • песок речной — 3 части;
  • цемент марки М400 — 1 часть;
  • щебень или гравий — 4 части;
  • вода — 1/2 части цемента.

Под частью подразумевается мера материалов в 1 ведро. Если планируется устройство широкой бетонной ленты (шире, чем 1 м), то в этом случае раствор рекомендуется замешивать в пропорциях 1:3:3 (цемент-песок-щебень или гравий).
Если рассматривать весовые значения компонентов смеси, то для приготовления 1 м³ бетонной массы марки М200 понадобится:

  • песок — 750-840 кг;
  • цемент — 280-300 кг;
  • щебень средней фракции — 1100-1400 кг;
  • вода — 140-150 л.

Числовые значения указаны для табличных удельных плотностей материалов. Фракция щебня может иметь размер от 5 до 20 мм.
На основе эмпирических данных выведено примерное соотношение водоцементного состава, которое составляет 0,65:1 (вода-цемент). Но и в этом случае объем затворителя (воды) может варьироваться в зависимости от степени увлажненности песка.
Существуют пропорции и для сухой смеси. Чтобы узнать, сколько сухой массы понадобится для сооружения отмостки, необходимо произвести следующие расчеты:

  1. Определиться с размерами отмостки.
  2. Вычислить площадь постройки.
  3. Определить объем сооружения.

Полученное значение следует увеличить на 10-15%, чтобы брать смесь с запасом. Получившаяся цифра и станет указателем, сколько сухой смеси может потребоваться для сооружения отмостки вокруг дома.
Например, ширина отмостки равна 1,2 м, длина (в данном случае лента будет охватывать весь дом) составляет 30 м, высоту конструкции принимают равной 20 см. Воспользовавшись методикой расчета, получают следующее:

  1. Sотм = A*B = 1,2*30 = 36 м2.
  2. Vотм = Sотм*Hотм = 36*0.2 = 7,2 м3.
  3. Vсм = Vотм+15% = 7,2 +15% = 8,28м3.

Из расчетов выходит, что для отмостки длиной в 30 м и шириной в 1,2 м на высоту слоя в 20 см понадобится 8,28 м³ сухой смеси (с запасом).

Рекомендации по замешиванию

Самостоятельно замесить раствор для заливки отмостки несложно. Нужно помнить, что исходный объем сухих компонентов не будет равен итоговому объему, т. е. на 1 м3 общей смеси ингредиентов придется около 0,7 м³ бетонной массы.
Для удобства расчетов за эталон весовой мерки принимается цемент, и все замеры нужно производить ведрами.
Для того чтобы отмостка получилась качественной, бетонную массу необходимо не только готовить с соблюдением правильных пропорций, но и правильно замешивать, соблюдая очередность подачи компонентов:

  1. В емкость насыпается песок.
  2. Сверху засыпается цемент.
  3. После перемешивания сухих компонентов (в течение 2-3 минут) к ним добавляется немного воды, и смесь снова тщательно перемешивается 3-6 минут до получения однородной густой сметанообразной консистенции.
  4. Затем в емкость засыпается щебень, и масса снова тщательно перемешивается.

При необходимости в смесь можно добавить присадку-пластификатор для увеличения противоморозных свойств будущей бетонной конструкции. По возможности рекомендуется использовать бетономешалку. При этом следует помнить, что каждый последующий компонент в массу добавляется только после того, как будут тщательно перемешаны все предыдущие составляющие смеси.

Если бетономешалки нет и приходится замешивать раствор вручную, то рекомендуется замес производить в большом корыте, мешая массу штыковой лопатой. Лопата пригодится в случае, когда потребуется отмерять части компонентов для приготовления смеси, а так же для заливки готового раствора в опалубочную конструкцию.
При ручном замешивании бетонной массы следует тщательно смешивать цемент с водой. При этом нужно помнить, что избыток жидкости-затворителя недопустим, иначе готовая конструкция будет иметь низкий уровень прочности. Необходимо, чтобы влага полностью впиталась в цементный порошок; недостаточное время для замешивания приведет к тому, что влага останется в чистом виде и во время сильных морозов разрушит всю постройку.
Для регионов с холодным климатом рекомендуется при возведении отмостки в бетонную смесь добавлять присадки, повышающие водонепроницаемость конструкции. Также рекомендуется применять морозостойкие компоненты. А еще желательно добавить уплотнитель — чем плотнее и пластичнее окажется раствор, тем большей прочностью будет обладать будущая постройка, а это значит, что отмостка прослужит долгое время.
При приготовлении раствора следует помнить, что температура воздуха не должна быть ниже +5 0С, в противном случае замешивание будет затруднено. Весь состав желательно израсходовать в течение 1 часа, чтобы он не успел схватиться и застыть.
Старым, но испытанным методом упрочения конструкции является железнение покрытия. Просушку следует проводить, настилая на отмостку периодически увлажняемую ткань.

После возведения отмостки ее рекомендуется дополнительно покрыть пропиткой с проникающим гидроизоляционным действием. При желании можно воспользоваться облицовочным материалом: брусчаткой, плиткой, камнем. Декоративная отделка придаст эстетичный вид всей архитектуре и увеличит срок службы бетонной конструкции.

Заключение

От прочности фундамента дома будет зависеть прочность всей постройки. Поэтому основание следует хорошо защитить от разрушительного воздействия атмосферных осадков и подтопления грунтовых вод. Устройство отмостки вокруг дома способствует предотвращению образования плесени и гнили на стенах фундамента, а также снизит вероятность появления сырости в доме. Чтобы отмостка прослужила долго, ее следует возводить, используя только качественные материалы, соблюдая технологию приготовления бетонной смеси.

Правильный состав бетона для отмостки: пропорции в ведрах, приготовление своими руками

От качества фундамента зависит степень прочности и время службы всего сооружения; это самое уязвимое место, которое может пострадать от осадков и грунтовых вод. Если не будет качественной отмостки, в жилом помещении образуется плесень и сырость. Многие люди задаются вопросом, как приготовить цементный раствор для отмостки дома.

Особенности конструкции

Отмостка — это покрытие, плотно опоясывающее постройку по всему ее периметру. Имеет заданную непрерывную ширину. Сооружается данная конструкция на последнем строительном этапе, когда уже полностью закончены облицовочные работы на фундаменте.

Функции отмостки:

  1. Защитная функция — при выпадении большого количества осадков они попадают в специальную канализацию для слива, предотвращая контакт фундамента с водой. Если отмостки не будет, вода способна со временем разрушить основание всего дома.
  2. Препятствие вспучиванию грунтового слоя — фундаментное сооружение не нарушится, если промерзание грунта будет минимальным.
  3. Теплоизоляционная способность помогает удерживать тепло дома, не давая промерзнуть грунту в холодное время года.
  4. Декоративная роль улучшает внешний вид дома, делая его законченным и завершенным.

Требования к отмостке

Она должна выступать на 200 мм от дома, оптимальная ширина — 1 м, это позволяет ходить по отмостке вокруг дома, используя ее в качестве пешеходной дорожки.

Покрывать весь периметр сооружения необходимо беспрерывно, благодаря этому весь фундамент будет защищен. Толщина выбирается в зависимости от эксплуатационной нагрузки, в среднем это 7 см. При повышенной нагрузке слой бетона может достигать 16 см.

Сооружать отмостку рекомендуется под небольшим наклоном, угол которого составляет не меньше 1-2º, это обеспечит отток воды от дома во время выпадения большого количества осадков.

Компенсационные швы — это важная составляющая отмостки. Изготавливаются из виниловой ленты или отрезков ЭППС, толщина которых — 5-12 мм. Располагаются на стыке конструкции отмостки и фундамента.

Компоненты и пропорции

Хороший бетонный раствор для отмостки получится только в случае строгого соблюдения всех пропорций.

Классический способ, помогающий правильно определить пропорции бетона на отмостку:

  1. В смеситель помещается песок и цемент в пропорции 1:3.
  2. Добавляется вода, при размешивании должна получиться масса однородной консистенции, имеющая вид густой сметаны.
  3. Перемешивая, добавляют не менее 3 частей мелкого щебня или гравия.

Например, чтобы получить раствор из бетона, имеющий объем 1 м³, потребуется:

  • 300 кг цемента;
  • 1120 кг щебня, имеющего фракцию 5-10 мм;
  • просеянный и промытый от лишних примесей и земли песок в количестве 800 кг;
  • вода в количестве 180 л.

Замешивая бетонный раствор, все следующие компоненты нужно вносить только после равномерного растворения предыдущих.

В случае приготовления бетона ручным способом все компоненты смешиваются в большой емкости типа ванны или корыта. Сначала раствор мешается при помощи тяпки, а после добавления щебенки или гравия лучше мешать штыковой лопатой.

Бетон для отмостки частного дома своими руками

Некачественная отмостка проявляет себя после зимы: она просто распадается и раскалывается на небольшие части, а в некоторых случаях и полностью. Причина чаще всего в некачественном цементе, который применялся для изготовления бетона, и неправильная технология приготовления смеси из бетона.

Следует рассмотреть, как сделать бетон самостоятельно:

  1. Для этого берется материал марки М200, можно и выше, т.к. чем выше марка, тем более качественной получится вся конструкция.
  2. Песок берется очищенный, без примеси глины, известняка, ила. Лучше для этого подойдет песок в ведрах, принесенных из карьера или реки.
  3. Щебень или гравий должен быть мелкой фракции (от 5 до 20 мм).
  4. Чем больше воды, тем ниже прочность бетонной конструкции.
  5. Подбирая состав бетона для отмостки, пропорции надо соблюдать следующие: 1 часть цемента, 4 части щебня, 2 части песка, вода 0.5 части.

Качество компонентов

От качественной характеристики цемента во многом будет зависеть срок эксплуатации. В цементе не должно быть лишней влаги и различных частиц, особенно твердых. Стройматериал нужно приобретать только у проверенных поставщиков.э

При покупке необходимо обязательно смотреть на срок годности цемента, т.к. наиболее качественный он в первые 3 месяца после выпуска. После этого срока показатели прочности начинают снижаться.

Маркировка бетона

Марка бетона — это показатель его прочности в результате сжатия. Регламент по технической характеристике — ГОСТ 912897, 747394.

Выбирая ту или иную марку, необходимо учитывать нагрузку, характеристику грунта, условия климата. Отмостка должна соответствовать следующим требованиям:

  • марка М200;
  • прочность В 15;
  • морозостойкость F150.

При стройке в местности с частым выпадением большого количества осадков и резкими перепадами температур лучше применять М250. Такая марка наиболее устойчива к сильной жаре и холоду, подвержена меньшей вероятности растрескивания.

Чем больше строительный объект, тем больше должна быть марка, т.к. слишком низкие могут разрушаться в результате вибрации.

Пропорции для бетона м 200

М200 — самый популярный раствор, изготавливаемый из М400 цемента. Перед тем как делать бетон этой марки, необходимо определить максимально точное соотношение всех компонентов. Для 1 м³ продукции потребуются:

  • цемент — 330 кг;
  • гравий — 1260 кг;
  • песок — 650 кг;
  • вода — 170-180 л.

Приготовление

Сначала заливается в бетономешалку или емкость, при ручном способе приготовления чистая водопроводная вода, затем в небольшом количестве добавляется цемент, все перемешивается. Следующий этап — внесение щебня и песка.

Укладка

Вначале формируется подстилочный слой из глины и песка. Затем из щебня делается дренирующий слой. Для гидроизоляции подойдет рубероид или полиэтиленовая пленка.

Для формирования самой отмостки нужен строительный уровень, при его помощи проводится контроль ровности, рейка, размером в 2 м, инструменты для штукатурки и копания.

Рассчитывается площадь для будущей конструкции, ориентировка при этом должна быть на параметры ширины ленты. Следующим этапом является снятие слоя земли на глубину 200-220 мм. Затем выставляется опалубка и уплотняется грунт, который лежит в траншее. На все дно укладывается глина, толщиной не менее 50 мм, которая хорошо трамбуется. На слой глины кладется слой песка в 100 мм, трамбуется, затем идет 50 мм прослойки из щебня.

Следующий этап — армирующая сетка с установкой специального деформационного шва в месте соединения цоколя и ленты из бетона, все это уплотняется и выравнивается. Расстояние между деформационными швами должно составлять 2-3 м, при этом на углах постройки делать их нужно обязательно. Для этого можно применить рейки, расположив их на уровне, идентичном поверхности, учитывая ее наклонную силу.

Отмостка из бетона, которая изготовлена из качественных материалов с соблюдением необходимых пропорций и технологии, будет служить не менее 20 лет. Для еще большего срока эксплуатации можно покрыть конструкцию тротуарной плиткой. Она высокого качества, отлично переносит перепады температур и холодное время года, выдерживает большую проходимость.

Марка бетона для отмостки: пропорции раствора

Бетонный раствор — смесь из цемента, песка, воды. Смесь активно применяется в строительстве, помогая создавать прочные конструкции. Закладывают прочный фундамент под дом, который необходимо дополнительно защитить от лишней влаги, чтобы увеличить период эксплуатации постройки.

Виды отмостки

Отмостка — защитная полоса по периметру дома, плотно прилегающая к фундаменту. Дополнительная прослойка между подземными водами и основанием здания, снижающая риск воздействия влаги.

Есть два варианта полосы – насыпь, бетонирование.

Выбор способа зависит от типа почвы на участке, особенностей климата, насыщенности, степени пучинитости почвы, величины предполагаемой нагрузки.

Прежде, чем сделать выбор, нужно исследовать землю, собрать прочие данные.

Насыпной вариант — чередование слоев глины, щебня, песка с обязательным трамбованием для создания плотной линии.

Бетонирование проводится с армированием сеткой, рекомендуется сразу под заливку положить теплоизоляцию – пенополистирол, либо пеноплекс. Между уложенными плитами заделывают швы герметиком.

Если вблизи растут кустарники или деревья с мощными корнями, необходимо сразу выложить по краю бордюрный камень. Можно покрыть плиткой, камнем. Мягкую конструкцию можно закатать асфальтом, засыпать галькой.

Назначение

Отмостка предотвращает образование на стенах грибка, плесени, вымывание раствора, сооружается с небольшим уклоном от здания по направлению наружу.

Максимальную защиту основания и подвальных помещений обеспечивает сочетание с системой дренажа под землей.

В очень холодных регионах применяют утепленный тип конструкции, чтобы избежать промерзания основания дома, снизить тепловые потери.

Мягкое сооружение — доступный способ строительства защиты, который подходит для зданий с малой нагрузкой, но может частично пропускать влагу. Вариант не применяют при очень влажном грунте, типе климата.

Мягкая насыпь по периметру постройки

Твердый вариант — бетонная лента, которая не сможет распределить большое давление без повреждений, но предотвращает проникновение влаги.

Требования к бетону

Если по насыпи движутся люди, автомобили, цемент должен быть прочным. Просто защита дома не предполагает больших нагрузок, можно использовать смесь низкой марки.

Главное, чтобы полученная заливка обладала достаточной степенью водонепроницаемости, стойкостью к промерзанию, высокой прочностью.

Какие основные принципы нужно усвоить, чтобы сделать качественную насыпь, можно узнать в следующем видео:

Какой марки должен получиться раствор

Конечная марка готового раствора зависит от маркировки цемента, пропорций составляющих веществ.

Под легкую полосу достаточно навести смесь, марки М100-М150, под уличную дорожку потребуется сделать марку чуть выше – М200.

В каких пропорциях замешивается раствор

Для качественного раствора нужно использовать чистые компоненты. Не просеянный песок, мутная вода, щебень вперемешку с мусором, не дадут нужный уровень адгезии. Заливка будет долго сохнуть, конструкция, скорее всего, разрушится после первой зимы.

Таблица зависимости марки смеси от пропорций сырья

Оптимален цемент М400, конечный — М100.

Вымешивать компоненты нужно в правильной последовательности – сначала, до однородной массы вымешивают сухие вещества, только потом, постепенно добавляют, вмешивают воду.

Процесс замешивания под заливку

Размешивать можно лопатой, но более качественный раствор получается после смешивания в бетономешалке.

Насколько важна водонепроницаемость

Чем меньше маркировка смеси, тем хуже параметры водонепроницаемости, грозит впитыванием грунтовой влаги, просачиванием к фундаменту. Толка от защиты будет мало.

Если вода будет напитывать заливку, поры начнут расширяться, затем, начинается деформация созданного сооружения. С наступлением заморозков мокрый бетон не выдерживает воздействия, покрывается трещинами.

Нужно делать смесь средней марки, чтобы отмостка была надежной, долговечной, эффективной. Придется покупать более дорогие материалы, но не нужно ничего переделывать, основание здания будет защищено.

Как повысить водонепроницаемость у бетона низкой марки

Если невозможно сделать более высокомарочный бетон, можно постараться модифицировать доступный.

Есть два метода: внесение водостойких добавок, обработка застывшей поверхности.

Материалы для наружной обработки образуют связи с входящими в состав смеси минералами, перекрывая образующиеся поры. Количество образующихся влагостойких кристаллов прямо пропорционально количеству содержащейся влаги.

Дополнительные компоненты снижают общую сумму расходов, по сравнению с решением использования более высокой марки цемента. Придется выполнить ряд надбавочных действий.

Когда требуется локально повысить устойчивость к влаге, выполняют поверхностное железнение тремя методами.

Железнение цементом

Сухое железнение предполагает россыпь сухого цемента по поверхности заливки, разглаживание мастерком.

Мокрый вариант — нанесение жидких полимерных веществ, которые будут пропитывать стяжку, закупорят поры.

Третий вариант – компонентные внесения, например, жидкое стекло, процентное содержание которого в общем растворе не должно превышать 3%. Особенность методики — ускорение процесса, сжиженное стекло значительно ускоряет высыхание заливки.

Как сделать отмостку из бетона

Под защитную линию выкапывают траншею на небольшую глубину. Когда отмостка как придомовая дорожка не предполагается, не будет регулярной нагрузки, достаточно 15 см. Под большее давление выкапывают траншею на глубину 25 см. Ширина копки должна быть не менее 1 м, лучше больше.

Стенки выкопанного пространства выравнивают, дно трамбуют, насыпают слой щебенки, уплотняют, засыпают песчаную подушку, поливают водой, утрамбовывают.

Стелют геотекстиль, чтобы края отрезков заходили на стенки траншеи, посыпают гравием, щебнем, укладывают теплоизоляцию, выполняют герметизацию стыков между плитами.

Нужно уложить армирующую сетку, отрезав размер вставки, чтобы с каждой стороны от арматуры до края бетонного строения оставалось не менее сантиметра.

Затем, собирают опалубку из деревянных досок с обязательным скреплением шпильками, чтобы форму не разворотило от давления.

Через каждые 1,5-2 метра ставят поперечные распорки под компенсационный шов, призванный защитить бетон от разрушения в жару, когда размеры немного увеличиваются.

Если к дому нужно подвести коммуникации, сразу вставляют патрубки на нужных точках по принципу распорок.

Выполняют заливку, сразу протыкают раствор несколько раз арматурным прутом, дают искусственную усадку строительным вибратором. Будет удален лишний воздух, повысится прочность заливки, несущая способность.

При выполнении цементного железнения, от момента окончания бетонирования выжидают 1-2 часа, проводят процедуру по повышению влагостойкости.

Если нужно положить плитку, снова наводят раствор, каким заливали защитную полоску, кладут облицовочный материал на полностью просохший бетон.

Замешивают цементно-песчаный раствор.

Общие требования к отмостке вокруг здания несколько ниже, чем к фундаменту. Но лучше использовать качественные материалы в сочетании с дополнительными средствами сбережения целостности заливки. Тогда получится долговечное, прочное сооружение, сохраняющее целостность основной постройки.

Правила сооружения отмостки с утеплителем:

Приготовление раствора для отмостки своими руками

Первым этапом в изготовление сооружения станет обустройство котлована, который будет играть роль защитной системы. Он не должен выступать над поверхностью земли, но не должен быть сильно глубоко. Это делается для того, чтобы смесь для отмостки могла противостоять разрушению долго, а также это предотвращает намокание земли под сооружением.
Ширина котлована отмостки, как правило стандартных размеров не имеет, но чем шире она будет, тем меньше вероятность того, что вода повредит фундамент.

Иногда отмостка может использоваться в качестве подхода к дому и это стоит учитывать при определении ширины.
Таким образом, ширина отмостки должна составлять от 0,4 м до 1 м.

С тыльной стороны дома, ширину отмостки лучше сделать минимальной, в то время как с лицевой стороны ее можно сделать шире, все зависит от степени ее эксплуатации. В любом случае, отмостка сооружается с небольшим уклоном в направлении от дома, потому как вода должна стекать в почву.

Для этого нужно будет смастерить небольшую опалубку. Для изготовления прочной и надежной отмостки, вся конструкция должна быть целостной и единой. Идиальным условием будет получение монолита для этого отмостку нужно залить за один раз, следовательно, опалубку придется строить всю сразу, без промежуточных вставок и разделительных предметов.

Для того чтобы опалубка была ровной необходимо установить маяки. Располагать их лучше вдоль стен постройки.

Одним может быть край деревянной опалубки, для этого сориентируйте ее относительно уровня горизонта. Вторым маяком могут послужить направляющие профили гипсокартона.

Проведение подготовительных мероприятий перед заливкой отмостки

Но перед тем как установить маяки нужно выполнить некоторые подготавительные мероприятия:

  • Дно имеющегося котлована нужно посыпать щебенкой и хорошо утрамбовать. Это предотвратит оседание грунта и отмостка не потрескается. При выборе материалов разберитесь, какой щебень нужен для отмостки именно в вашем случае
  • Следует сделать армирование. Железобетон имеет более длительный срок хранения, и растрескаться он практически не может, поэтому, даже если грунт и просядет в каким-либо месте, отмостка останется целой.

Для процедуры армирования необходимо взять металлическую сетку с ячейками 100х100 мм или арматуру. Учтите, сетка стоит намного дешевле, да и работать с ней намного проще. Сетку просто укладывают на основание, в то время как арматуру необходимо увязывать между собой.

Маяки устанавливаются только лишь после установки армирующего пояса. Следующим этапом можно заливать отмостку.

У отмостки есть слабое место, без учета которого работа не пойдет. Сразу после залития бетона на стыке отмостки и стены образовывается трещина, через которую может заливаться вода. Чтобы этого не случилось перед залитием в стенах нужно сделать штробы с помощью перфоратора, для того чтобы бетон зашел в стену. Для более сильного эффекта, в штробе нужно просверлить отверстия и прикрепить туда арматуру. Таким образом, здание защищено и трещина не появится.

Правильное приготовление раствора

Главный успех бетонирования заключается в подготовлении бетона для отмостки. Основная загадка это подобрать правильный состав для отмостки дома. Многие считают, что ответ на вопрос как приготовить бетон для отмостки лежит в составе приготовления раствора для стяжек. Это неправильно, потому как состав раствора для отмостки дома отличается от других смесей типом цемента, песка. Также не маловажную роль играет фракция щебня для отмостки.

Раствор для отмостки дома должен иметь различные присадки, например морозостойкие.

Оптимальный состав бетона для отмостки это соотношение 1 части цемента к 3 частям щебня и песка. Вода в раствор для отмостки дома добавляется постепенно до достижения нужной густоты.

Заливаем и утрамбовываем раствор в опалубку. Далее остается оставить застывать раствор для отмостки дома, но этот процесс следует контролировать. Для этого спрячьте его от воздействия солнца и брызгайте на него водой в процессе высыхания. Качественный состав бетона для отмостки не потрескается, если соблюдать эти не хитрые правила. Потому как чем дольше высыхает бетон, тем крепче он становится и тем меньше повреждений будет у него в дальнейшем.

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Сколько стоит залить отмостку вокруг дома
    Для того чтобы отмостка служила долго, действительно защищала дом и обеспечивала водоотвод, ее изготовление лучше всего доверить профессионалам. Только они смогут выбрать качественный долговечный материал.

Сколько стоит уложить отмостку вокруг дома из плитки
Отмостка – это конструкция, которая окружает дом беспрерывно по периметру и вплотную примыкает к цоколю. Основная функция отмостки – защита здания от попадания влаги в.

Уклон отмостки по СНиП – правильная конструкция отмостки дома
Основная функция отмостки предотвращать воздействие внешних факторов на фундамент дома. Эта защитная конструкция, которая должна предотвращать попадание любой влаги в здание, а для этого она.

Устройство отмостки вокруг дома из бетона − оптимальные параметры бетонной отмостки
Отмостка – это архитектурный элемент здания, который выполняет множество функций. Она предотвращает проникновение влаги в фундамент, подвал и технические помещения дома. Даже незначительное количество влаги.

Вы можете порекомендовать этот материал другим пользователям в социальных сетях

Важно не забывать, что устройство деформационных швов для отмостки из бетона нужно производить через каждые 2-2,5 метра , а на углах дома их присутствие просто обязательно. Для этого можно использовать рейки, которые размещаются на одном уровне с поверхностью, учитывая степень ее уклона.

Добавить комментарий

Отменить ответ

Вы можете подписаться на новые документы, публикуемые на сайте, и получать их на свою электронную почту:

Бетон для отмостки дома: марка, пропорции

Каменная дорожка вокруг дома — отмостка. Конструкция примыкает к стене здания одной своей стороной. Другими краями граничит с почвой участка, где стоит постройка.

Отмостка дома заливается по всему периметру сооружения.

 

Отмостка, построенная своими руками, защищает фундамент от воды и создает удобный проход. Поэтому марка бетона для отмостки подбирается согласно условиям эксплуатации конструкции.

Расчет бетона калькулятор

Марка бетона

М100М200М250М300

Пропорции и компоненты

 

Отмостка не несет нагрузку как фундамент дома. На компонентах для смеси можно прилично сэкономить, но это не означает низкое качество сырья. Состав бетона для отмостки — пропорции 1:2:3:

  • чистый песок;
  • качественный цемент;
  • разно фракционный щебень;
  • вода.

Качественный бетонный состав замешивается из чистого песка. Отсутствует глина или ил. Из-за них элементы смеси плохо сцепляются между собой.

Цемент без особых требований. Но чем выше марка материала, тем прочнее будущий бетон. Сооруженное изделие выдержит больший вес.

Щебень не должен содержать известь. Вместо щебня допускается добавление гравия или пластификатора. Это повысит морозостойкость, прочность и гидроизоляцию конструкции.

Вода используется проточная. Бетон для отмостки здания замесить своими руками несложно: на ведро цемента идет две емкости песка и три щебня. Точно соблюдаются пропорции. Состав замешивается лопатой или тяпкой. В результате бетонный раствор должен быть, как густая сметана.

Качество материала

Бетон для отмостки строящегося дома своими руками включает в себя основной компонент — цемент. Маркировка от М200 до М500. Чтобы сооруженная конструкция не растрескалась после года эксплуатации, необходимо выбирать качественный цемент для замешивания смеси.

Поддельный материал может состоять из части извести или доломита. Это приводит к низкому качеству бетонного раствора.

Цемент приобретается только у надежных производителей или эксклюзивных дилеров. Свойства материала сохраняются при правильном хранении (сухое место) в течение трех месяцев. После этого срока утрачиваются до 30% качеств сырья.

Чтобы отмостка не растрескалась после года эксплуатации, необходимо выбирать качественный цемент для замешивания смеси.

 

Основной фактор при приобретении материала — дата его изготовления. Должна указываться посекундная маркировка. У двух упаковок не может быть одинакового времени. Поддельные коробки маркируются одним днем.

Маркировка материала

Марка, используемого бетона для отмостки строящегося дома, определяет, какая прочность будет у раствора. Марка М200 используется для возведения здания. Сфера применения включает:

  • стяжки из бетона для выравнивания поверхностей;
  • лестницы;
  • отмостки;
  • различные виды дорожек.

За счет своих характеристик М200 выгоден в соотношение «цена — качество». Маркировка означает предел нагрузки на конструкцию (кг на 1 см2). То есть марка М200 выдерживает вес в 200 кг на 1 см2.

Решая вопрос, какой марки бетон приобрести для отмостки, останавливаемся на М200. Преимущества перед другими видами — невысокая цена и широкий спектр применения в строительстве.

Марка М300 используется для отмосток, дорожек и фундаментов. Реже — стены подпорок и перекрывающие плиты.

Марка М250 — переходная маркировка. По свойствам практически не отличается от других видов бетона. Применяется для сооружения ленточных конструкций, отмосток и слабонагруженных перекрывающих плит.

Марки М400 и М500 используются при возведении крупных объектов. Применение этой маркировки бетона в малом строительстве нерентабельно. Или используется для изготовления бетонного раствора марки М200 — пропорции 1:3:4 и половина воды от состава.

Нюансы замешивания раствора для отмостки

Какой должен быть бетон для отмостки после замешивания раствора — частый вопрос при сооружении конструкции. Избыток воды — невысокие показатели прочности готового состава.

При изготовлении смеси своими руками вода должна полностью впитаться в цемент. Нужен раствор консистенции густой сметаны. 

Если жидкость недостаточно впитается в цемент, то часть воды остается в чистом виде. В дальнейшем бетон быстро разрушится.

Бетон заливается в опалубку и разравнивается мастерком или шпателем.

 

Для отмостки дома используется фракция щебня от 5 до 20 мм, изготовленного из речного гравия или горной породы. Некрупный заполнитель — высокое качество сцепления и прочности бетона. Размер щебня влияет на долю воды: чем мельче гравий, тем больше добавляется жидкости.

Песок просеивается от извести, глины и ила перед добавлением в цемент.

Расчет раствора для заливки

Отмостка — неширокая бетонная плита. Для ее заливки своими руками требуется рассчитать количество готового раствора.

  1. Высчитывается площадь конструкции: ширина прямоугольника умножается на длину. Результат умножается на высоту отмостки.
  2. К полученному числу прибавляется 15% смеси для запаса.

Отмостка в 20 м2, высота — 15 см. Расчет: 20*0,15=3 м3 смеси. Плюс запасной процент. В итоге требуется 3,5 куба раствора для сооружения в 20 м2.

 

Порядок замеса и заливки бетонного раствора

Бетон для отмостки — это пропорции маркированного цемента, песка и щебня, соотношение 1:2:3. Правильный раствор — густая смесь.

Приготовление бетонного состава и его заливка своими руками.

  1. В смеситель или другую емкость (большой таз, корыто, ненужная ванна) наливается вода. К ней добавляется цемент, смесь перемешивается до «цементного молока» — светлого мутноватого раствора.
  2. Примешивается щебень. Наполнитель некоторое время «купается» в составе, около 30 минут. После этого добавляется песок. Соблюдаются пропорции.
  3. Бетонный раствор замешивается до однородности.
  4. Обозначаются границы отмостки: устанавливается небольшой брусок параллельно стене здания на метр от нее и закрепляется колышками. Это опалубка для конструкции.
  5. Полученный состав заливается в опалубку и разравнивается мастерком или шпателем. Инструментом выполняется маленький уклон от стены дома к противоположному краю конструкции: вода от дождя не будет скапливаться на бетоне.
  6. Отмостка дома заливается по всему периметру сооружения.

Бетонная отмостка, сделанная своими руками, не защищена от различных факторов окружающей среды. Необходимо дальнейшее облагораживание конструкции. Тротуарная плитка или камень увеличат срок службы отмостки.

Бетон для отмостки пропорции в бетономешалке

Отмостка — довольно-таки важный архитектурный элемент здания. Поэтому при ее заливке обязательно следует соблюдать определенные технологии. В первую очередь важно правильно приготовить раствор. Если пропорции бетона для отмостки не будут соблюдены, долго в последующем она не прослужит.

Назначение

Основной функцией отмостки в здании является, конечно же, защита подземной части фундамента от дождевых и талых вод. Обустройством этого архитектурного элемента, таким образом, можно значительно продлить срок службы основания дома. Если земля поблизости от фундамента будет оставаться сухой, помимо всего прочего, на него снизится нагрузка весной, во время пучения почвы. Иногда в здании отмостка выполняет и еще одну функцию — служит пешеходной дорожкой. Если к дому примыкает газон, с нее также очень удобно выполнять полив.

Требования к отмостке

При возведении этого архитектурного элемента здания соблюдаются такие нормативы СНиП:

  • Ширина отмостки для грунта класса I не должна быть меньше 1 м, для класса II — 2 м.
  • Максимальная толщина уплотненного грунта под бетонной лентой — 0,15 мм.
  • Минимальный уклон отмостки — 0,03 м.
  • Толщина песчаной подушки под лентой не должна быть меньше 3 см.

В процессе заливки отмостка в обязательном порядке армируется с использованием металлической решетки. Для обустройства дренажного слоя должен использоваться щебень.

От чего может зависеть качество бетона

Некоторые владельцы загородных домов считают, что, поскольку этот элемент конструкции здания никакой особой нагрузки в процессе эксплуатации не несет, использовать для него можно любую, даже не слишком хорошую смесь. Однако это далеко не так. Пропорции бетона для отмостки соблюдать следует обязательно. Ведь при ее разрушении (появлении трещин и сколов) фундамент дома сразу же начинает подвергаться воздействию влаги. В результате значительно снижается срок службы всего здания в целом.

Согласно нормативам СНиП, для этого архитектурного элемента дома допускается использовать бетонный раствор марки не ниже М200, что соответствует классу В-15. Для того чтобы приготовить такую смесь, следует правильно выбрать цемент, песок и наполнитель. И, конечно же, смешать их нужно в правильных пропорциях.

Какую марку цемента купить

Этот компонент по большей мере и определяет, насколько качественным будет в конечном итоге состав бетона для отмостки. Пропорции остальных компонентов определяются в основном именно количеством цемента. Для бетонной смеси класса В-15 нужно выбирать материал марки М400. Такой цемент отличается следующими техническими характеристиками:

  • Длительность схватывания — 2-4 часа при температуре воздуха +18. +22 °С.
  • Рабочий диапазон температур — от -60 до +300 °С.
  • Срок службы конструкций — до 100 лет.

Готовый бетон марки М200, изготовленный с использованием цемента М400, практически не пропускает воду, аморфен по отношению к большинству видов растворителей и не боится резких перепадов температур.

Каким должен быть наполнитель

Пропорции бетона для отмостки дома должны соблюдаться обязательно, но не менее важно правильно выбрать для смеси наполнитель. Этот элемент в растворе служит своеобразной «арматурой», принимающей на себя все внутренние напряжения. В качестве наполнителя для раствора, предназначенного под отмостку, допускается использовать гравий или щебень. При желании можно заменить эти элементы на некрупный бутовый камень.

Как подготовить песок

Прочность бетонной смеси зависит в том числе и от качества этого компонента. Песок в данном случае лучше брать крупный речной. Но, разумеется, возможность приобрести такой материал имеется далеко не у всех владельцев загородных домов. Если речной песок купить не удалось, можно заменить его и на карьерный. Однако перед замешиванием смеси такой материал обязательно следует просеять через решетку с ячейкой 2-3 мм. Выполнять эту процедуру лучше в ветреную погоду. В этом случае от песка отделится в том числе и мелкодисперсная составляющая (пыль).

Как добавлять воду

Разводить бетонную смесь следует таким образом, чтобы она стала достаточно пластичной и работать с ней было удобно. Воду в раствор для отмостки следует добавлять теплую. Можно использовать обычную скважинную или колодезную. Допускается брать воду и из дачного накопителя. Но в этом случае следует проследить за тем, чтобы она была чистой.

В конечном итоге разведенный раствор не должен стекать с лопаты. Не стоит делать смесь и слишком густой. Если она рассыпается или налипает на лопату большими кусками и счистить ее сложно, ее следует немного разбавить. После замешивания хороший раствор с отделением воды не расщепляется.

Пропорции бетона для отмостки: расчет

Конечно же, для приготовления качественного раствора следует не только выбрать подходящие материалы, но и правильно их смешать. Пропорции бетона в данном случае обычно бывают такими:

  • цемент — 1 часть;
  • песок — 3 части;
  • щебень — 4 части;
  • вода — 0,5 части.

Таким образом обычно определяются пропорции бетона для отмостки в ведрах. Для широких лент лучше делать более прочную смесь, добавляя в нее на 1 ведро цемента три — щебня или гравия. При заливке ленты вокруг хозяйственной постройки можно, наоборот, сэкономить на материале и использовать не три, а четыре части песка.

Рассчитывая пропорции бетона для отмостки, можно учитывать в том числе и тот факт, что на предприятиях для приготовления 1 м 3 раствора марки М200 берут 280 кг цемента, 1,4 тонны щебня, 840 кг песка. Все это заливается 190 литрами воды.

Рекомендации по замешиванию

Таким образом, мы выяснили, какая пропорция бетона для отмостки является наиболее подходящей. Но, конечно же, чтобы получить качественный раствор на выходе, его нужно еще и правильно замешать. Готовить материал для заливки отмостки стоит с использованием бетономешалки. В этом случае он получится гораздо более качественным. Саму бетономешалку перед началом выполнения работ следует поставить на ровную поверхность. Компоненты в нее засыпаются в следующей последовательности:

После того как сухие компоненты будут перемешаны, в барабан добавляется вода. Общее время приготовления раствора зависит от типа оборудования. Для аппаратов принудительного действия оно обычно составляет 2-3 мин, а для гравитационного оборудования — 5-6 мин. Снижать или увеличивать время выполнения процедуры нельзя. В первом случае смесь получится неоднородной, а во втором — слишком сухой.

Если бетономешалки в хозяйстве нет, допускается делать раствор для отмостки и вручную. В этом случае проще всего воспользоваться корытом и мотыжкой. При ручном приготовлении также сначала тщательно перемешиваются все сухие компоненты. Затем в корыто добавляется необходимое количество воды. При ручном замешивании раствор получается не таким однородным и качественным, как при применении бетономешалки. Поэтому в данном случае цемента стоит взять побольше.

Вот таким образом и выполняется приготовление бетона для отмостки. Пропорции компонентов для раствора должны быть соблюдены в точности. В этом случае смесь получится пластичной, качественной, и работать с ней будет легко. Сама же отмостка, изготовленная с ее использованием, выйдет прочной, аккуратной и долговечной.

Отмостка вокруг бани, дома или другого строения необходима – она защищает фундамент от подмывания, сохраняет стену сухой от грунтовых вод, завершает внешний вид фасада. Отмостку делают из бетона – материала, способного сопротивляться агрессивной сырой среде и значительным нагрузкам от снежного покрова. Сделать эту конструкцию необходимо на этапе строительства, справиться можно без помощи специалистов. Бетон для отмостки также необязательно приобретать с завода.

Особенности конструкции

Отмостка дома – это слоистая конструкция. Ее базовый состав (слоями от нижнего к верхнему):

  • Песок, выполняющий функцию дренажа и компенсатора давления грунта при его пучении, 5-10 см;
  • Слой щебенки в качестве крупного дренажа, 5-10 см;
  • Бетонный (цементный) раствор, 7-15 см.

Общая толщина «пирога» должна быть не менее 15 см. Верхние слои укладываются под наклоном, чтобы попадающая на бетон вода могла стекать в грунт или водосточную трубу.

Для повышения энергоэффективности подвала между щебнем и бетоном укладывают пенополистирол – утеплитель, который не боится воды и нагрузок на сжатие. Кроме того, продлить жизнь защитной ленте поможет прокладка геотекстиля между песком и щебнем – ткань защитит слои от перемешивания.

Параллельно с отмосткой рекомендуется укладка дренажной водоотводящей трубы, в которую стекают дождевые и талые снеговые осадки, а также желоба.

Требования к отмостке

При проектировании и монтаже отмостки необходимо придерживаться следующих нормативов (СНиП 2.02.01-83*):

  • Ширина должна превышать вылет козырька на 20 см, для плоских крыш – не менее 500 мм от стены;
  • Ширина также зависит от типа грунтового основания под ней: для I группы = 1 метр, для II группы = 2 метра.
  • Минимальный слой бетона – 7 см, максимальный – 15 см;
  • Уклон ленты – не менее 1,5°;
  • Отмостка должна быть сделана вокруг дома непрерывно по всему периметру.

Наличие отмостки не гарантирует ожидаемого результата, если монтаж конструкции выполнен неправильно.

Отмостка своими руками

Чтобы самостоятельно сделать отмостку, вокруг стены делают углубление на 10-15 см и тщательно уплотняю грунт. Затем насыпают песок и щебень в разных пропорциях. Теперь можно приготовить бетон и приступать к изготовлению покрытия.

Лента по периметру несет немалую нагрузку на сжатие и со стороны грунта в период смены сезонов, и от внешних факторов – снежных сугробов. Соответственно, раствор для отмостки в застывшем состоянии должен суметь выдержать эти нагрузки.

Какой марки бетон в данном случае необходим? Поскольку относительно других несущих конструкций отмостка воспринимает значительно меньшую нагрузку, для ее изготовления достаточно приготовить раствор М200 (В15). Однако, если расчет потребует изменения данного параметра в большую сторону, ошибкой это не будет. Стоит насторожиться, если строители предлагают использовать для монтажа бетон М100-М150.

Как сделать бетон самостоятельно

Итак, марка бетона для отмостки – М200 или М250. Как такой можно сделать самостоятельно?

Понадобится бетономешалка. Если рассчитать требуемое количество раствора, получится внушительная цифра. Например, для дома 6×6 метров определим объем бетона для отмостки толщиной 15 см:

Добавим уклон, получим около 6 м 3 раствора. Вручную такой объем хорошо перемешать не получится. Кстати, бетономешалку можно взять в аренду.

Состав бетона для отмостки классический:

  • Портландцемент М400 или М500;
  • Вода;
  • Песок;
  • Щебень фракции 5-20 мм;
  • Пластификаторы (рекомендуются).

Пропорции компонентов для бетона на отмостку:

Марка бетона Марка цемента Соотношение цемент:песок:щебень Объем бетона из 10 литров цемента, литров
М200 М400 1 : 2,8 : 4,8 54
М500 1 : 3,5 : 5,6 62
М250 М400 1 : 2,1 : 3,9 43
М500 1 :2,6 : 4,5 50

Средний расход цемента на 1 кубометр раствора – около 240-270 кг.

Для удобства рассчитать объем можно ведрами по 10, 12, 20 литров. Если одно ведро примем за единицу, то остальные компоненты берем пропорционально.

Количество воды принимается как половина от объема цемента, но этот показатель может лавировать – необходимо добиться пластичной и удобоукладываемой консистенции, чтобы раствор можно было уложить под углом и он не стекал.

Укладка

Монтаж отмостки осуществляют после обустройства опалубки, которая состоит только из одного ряда досок – с другой стороны располагается стена, которую рекомендуется обложить демпферной лентой для компенсации движения конструкции. Также на каждые 10 метров необходимо сделать деформационные швы в виде, например, уложенной в опалубку каучуковой ленты или антисептированной доски.

При укладке толстого бетонного слоя целесообразно включить в «пирог» армирующую сетку из проволоки диаметром 5-8 мм и шагом клетки 10-15 см. Уложить каркас можно на щебневые камни на 3-4 см над уровнем подстилки из щебня или зафиксировать ее проволокой к опалубке.

Бетон заливают непрерывно по всему периметру, выравнивая его лопатой. При необходимости сразу затирают деревянными терками для получения гладкой поверхности.

За уложенной отмосткой ухаживают так же, как за обычными бетонными конструкциями: накрывают влажной тканью или водонепроницаемой пленкой, увлажняют первые 3-5 дней. Ходить по поверхности можно уже через неделю-две.

Резюме

Какой бетон нужен для отмостки частного дома? Если с грунтом все в порядке и в регионе не наблюдаются чрезмерные осадки, то М200 будет вполне достаточно. Для его приготовления понадобится качественный портландцемент М400 или М500, а как приготовить смесь, мы уже рассказали. Главное – соблюдать данные рекомендации и делать работу не спеша, но в темпе, чтобы получит надежную защиту для стен и фундамента дома.

От качества фундамента зависит степень прочности и время службы всего сооружения; это самое уязвимое место, которое может пострадать от осадков и грунтовых вод. Если не будет качественной отмостки, в жилом помещении образуется плесень и сырость. Многие люди задаются вопросом, как приготовить цементный раствор для отмостки дома.

Особенности конструкции

Отмостка — это покрытие, плотно опоясывающее постройку по всему ее периметру. Имеет заданную непрерывную ширину. Сооружается данная конструкция на последнем строительном этапе, когда уже полностью закончены облицовочные работы на фундаменте.

Функции отмостки:

  1. Защитная функция — при выпадении большого количества осадков они попадают в специальную канализацию для слива, предотвращая контакт фундамента с водой. Если отмостки не будет, вода способна со временем разрушить основание всего дома.
  2. Препятствие вспучиванию грунтового слоя — фундаментное сооружение не нарушится, если промерзание грунта будет минимальным.
  3. Теплоизоляционная способность помогает удерживать тепло дома, не давая промерзнуть грунту в холодное время года.
  4. Декоративная роль улучшает внешний вид дома, делая его законченным и завершенным.

Требования к отмостке

Она должна выступать на 200 мм от дома, оптимальная ширина — 1 м, это позволяет ходить по отмостке вокруг дома, используя ее в качестве пешеходной дорожки.

Покрывать весь периметр сооружения необходимо беспрерывно, благодаря этому весь фундамент будет защищен. Толщина выбирается в зависимости от эксплуатационной нагрузки, в среднем это 7 см. При повышенной нагрузке слой бетона может достигать 16 см.

Сооружать отмостку рекомендуется под небольшим наклоном, угол которого составляет не меньше 1-2º, это обеспечит отток воды от дома во время выпадения большого количества осадков.

Компенсационные швы — это важная составляющая отмостки. Изготавливаются из виниловой ленты или отрезков ЭППС, толщина которых — 5-12 мм. Располагаются на стыке конструкции отмостки и фундамента.

Компоненты и пропорции

Хороший бетонный раствор для отмостки получится только в случае строгого соблюдения всех пропорций.

Классический способ, помогающий правильно определить пропорции бетона на отмостку:

  1. В смеситель помещается песок и цемент в пропорции 1:3.
  2. Добавляется вода, при размешивании должна получиться масса однородной консистенции, имеющая вид густой сметаны.
  3. Перемешивая, добавляют не менее 3 частей мелкого щебня или гравия.

Например, чтобы получить раствор из бетона, имеющий объем 1 м³, потребуется:

  • 300 кг цемента;
  • 1120 кг щебня, имеющего фракцию 5-10 мм;
  • просеянный и промытый от лишних примесей и земли песок в количестве 800 кг;
  • вода в количестве 180 л.

Замешивая бетонный раствор, все следующие компоненты нужно вносить только после равномерного растворения предыдущих.

В случае приготовления бетона ручным способом все компоненты смешиваются в большой емкости типа ванны или корыта. Сначала раствор мешается при помощи тяпки, а после добавления щебенки или гравия лучше мешать штыковой лопатой.

Бетон для отмостки частного дома своими руками

Некачественная отмостка проявляет себя после зимы: она просто распадается и раскалывается на небольшие части, а в некоторых случаях и полностью. Причина чаще всего в некачественном цементе, который применялся для изготовления бетона, и неправильная технология приготовления смеси из бетона.

Следует рассмотреть, как сделать бетон самостоятельно:

  1. Для этого берется материал марки М200, можно и выше, т.к. чем выше марка, тем более качественной получится вся конструкция.
  2. Песок берется очищенный, без примеси глины, известняка, ила. Лучше для этого подойдет песок в ведрах, принесенных из карьера или реки.
  3. Щебень или гравий должен быть мелкой фракции (от 5 до 20 мм).
  4. Чем больше воды, тем ниже прочность бетонной конструкции.
  5. Подбирая состав бетона для отмостки, пропорции надо соблюдать следующие: 1 часть цемента, 4 части щебня, 2 части песка, вода 0.5 части.

Качество компонентов

От качественной характеристики цемента во многом будет зависеть срок эксплуатации. В цементе не должно быть лишней влаги и различных частиц, особенно твердых. Стройматериал нужно приобретать только у проверенных поставщиков.э

При покупке необходимо обязательно смотреть на срок годности цемента, т.к. наиболее качественный он в первые 3 месяца после выпуска. После этого срока показатели прочности начинают снижаться.

Маркировка бетона

Марка бетона — это показатель его прочности в результате сжатия. Регламент по технической характеристике — ГОСТ 912897, 747394.

Выбирая ту или иную марку, необходимо учитывать нагрузку, характеристику грунта, условия климата. Отмостка должна соответствовать следующим требованиям:

  • марка М200;
  • прочность В 15;
  • морозостойкость F150.

При стройке в местности с частым выпадением большого количества осадков и резкими перепадами температур лучше применять М250. Такая марка наиболее устойчива к сильной жаре и холоду, подвержена меньшей вероятности растрескивания.

Чем больше строительный объект, тем больше должна быть марка, т.к. слишком низкие могут разрушаться в результате вибрации.

Пропорции для бетона м 200

М200 — самый популярный раствор, изготавливаемый из М400 цемента. Перед тем как делать бетон этой марки, необходимо определить максимально точное соотношение всех компонентов. Для 1 м³ продукции потребуются:

  • цемент — 330 кг;
  • гравий — 1260 кг;
  • песок — 650 кг;
  • вода — 170-180 л.

Приготовление

Сначала заливается в бетономешалку или емкость, при ручном способе приготовления чистая водопроводная вода, затем в небольшом количестве добавляется цемент, все перемешивается. Следующий этап — внесение щебня и песка.

Укладка

Вначале формируется подстилочный слой из глины и песка. Затем из щебня делается дренирующий слой. Для гидроизоляции подойдет рубероид или полиэтиленовая пленка.

Для формирования самой отмостки нужен строительный уровень, при его помощи проводится контроль ровности, рейка, размером в 2 м, инструменты для штукатурки и копания.

Рассчитывается площадь для будущей конструкции, ориентировка при этом должна быть на параметры ширины ленты. Следующим этапом является снятие слоя земли на глубину 200-220 мм. Затем выставляется опалубка и уплотняется грунт, который лежит в траншее. На все дно укладывается глина, толщиной не менее 50 мм, которая хорошо трамбуется. На слой глины кладется слой песка в 100 мм, трамбуется, затем идет 50 мм прослойки из щебня.

Следующий этап — армирующая сетка с установкой специального деформационного шва в месте соединения цоколя и ленты из бетона, все это уплотняется и выравнивается. Расстояние между деформационными швами должно составлять 2-3 м, при этом на углах постройки делать их нужно обязательно. Для этого можно применить рейки, расположив их на уровне, идентичном поверхности, учитывая ее наклонную силу.

Отмостка из бетона, которая изготовлена из качественных материалов с соблюдением необходимых пропорций и технологии, будет служить не менее 20 лет. Для еще большего срока эксплуатации можно покрыть конструкцию тротуарной плиткой. Она высокого качества, отлично переносит перепады температур и холодное время года, выдерживает большую проходимость.

пропорции вокруг дома, состав, какой нужно использовать, как приготовить цементный раствор, рецепт

Выбор состава и марки бетона для обустройства отмостки напрямую связан с условиями ее использования. Отмостка необходима для того, чтобы добиться качественного отвода воды и устроить удобный проход жидкости вокруг дома. Представленный конструкционный элемент должен характеризоваться своей простотой приготовления и экономичностью, чтобы можно было максимально защитить фундамент.

Кроме этого, важно позаботиться и про показатели прочности, которые необходимы, чтобы выполненная постройка прослужила много времени. Также не стоит забывать о том, что нужно добиться возможности выполнения мероприятий по демонтажу во время проведения строительных или ремонтных мероприятий.

Из данной статьи можно узнать, чем приклеить пеноплекс к бетону.

Выбор

Для каждого вида бетона характерны свои главные ингредиенты: вяжущий компонент, заполнитель и вода. Объем заполнителя должен быть более 70%, так как он берет на себя максимальную нагрузку.

Про то, как сделать один из популярных строительных материалов Арболитовые блоки ознакомьтесь в этом материале.

На фото – устройство отмостки из бетона

В качестве заполнителя могут выступать такие компоненты:

  • песок;
  • керамзит;
  • щебень;
  • отвальный шлак;
  • бой кирпича.

Во время приготовления раствора для отмостки разрешено задействовать в роли заполнителя щебень с крупными фракциями или же песок с мелкой. В роли вяжущего ингредиента выступает цемент марки М300- М500. Именно от марки этого материала зависит объем полученного бетона, его прочность и время застывания. Во время приготовления важно тщательно размешивать смесь, в ней не должны находиться комки вяжущего вещества.

На видео рассказывается о  том, какую марку бетона использовать для отмостки:

Очень часто начинающие строители могут наблюдать такую ситуацию, когда бетонная отмостка начинает разрушаться или растрескиваться уже после первой зимы. Причина таких дефектов кроется в неправильно подобранной марке цемента или его низком качестве. Так как сегодня некоторые изготовители производят некачественный цемент, разбавляя его известковой мукой или золой, то арка бетона в результате будет понижена.

Про то, какую сухую смесь лучше использовать для стяжки пола узнайте тут.

Как происходит заливка бетона при отрицательных температурах, можно узнать из статьи.

Как используется бетон марки В 20, можно узнать из статьи.

Каков вес бетона в 1 м-3, можно узнать из таблицы здесь: https://resforbuild.ru/beton/rastvor/ves-betona-v-1m3-tablica.html

Чтобы предотвратить образование такой ситуации, необходимо покупать цемент только у проверенных временем производителей. Хранение цемента возможно в течение 90 дней с момента его изготовления. После этого он начинает терять свои свойства. Поэтому очень важно при покупке материала обращать внимание на дату его изготовления. Лучше всего обращать внимание на мешки с посекундной маркировкой. При такой маркировке два мешка не способны иметь одну и ту же дату. А вот на поддельной продукции дата производства обозначена одним днем.

Как приготовить глиняный раствор для кладки печей узнайте в данном материале.

Состав и необходимые пропорции

Так как отмостка не несет на себе определенной нагрузки, то при покупке материала можно неплохо сэкономить. Ну а сам процесс приготовления ничем не отличается от получения бетона для фундамента. Необходимо подготовить такие ингредиенты:

К цементу в таком случае никаких особых требований не предъявляется. Просто нужно понимать, что чем выше его марка, тем выше прочность, следовательно, и больший вес способно будет выдержать готовое бетонное изделие.

Что касается песка, то в его составе должно находиться минимальное количество глины, ила, так как эти примеси будут мешать плохой сцепки и в результате приведет к понижению качества бетона. Чем чище песок вы применяете, тем лучше качественные характеристики готовой бетонной конструкции.

Использовать для приготовления раствора известняковый щебень не рекомендуется, так как он просто растворится в бетоне. В роли наполнителя можно использовать гравий. Вода применяется самая обыкновенная, в необходимой пропорции.

Что касается пропорций, то для приготовления раствора вам нужно взять цемент, песок и щебень в соотношении 1:3:3. Исходя из этого соотношения можно узнать сколько надо щебня на 1 куб бетона. Вначале необходимо в емкость отправить цемент и песок, затем перемешать и добавить воду. Все размешивать при помощи лопатки, чтобы никаких комков там не было. Можно воспользоваться строительным миксером.

Количество воды, добавляемое в раствор, не нормировано. Его определяет в процессе замеса. В результате вы должны получить негустой раствор, консистенция которого напоминает сметану. После этого можно отправлять в раствор наполнитель. Опять все перемешать, пока масса не примет однородную структуру.

Каков состав бетона по маркам, можно узнать из статьи.

Как выглядят бетонные пустотелые блоки 400х200х200 и какова их цена, можно узнать из статьи.

Как выглядят бетонные блоки для фундамента, каковы их размеры и цены, можно узнать здесь: https://resforbuild.ru/beton/bloki/betonnye/razmery-3.html

Как залить

Процесс сооружения отмостки выполняют на этапе строительства после того, как была сделана отделка цоколя. Здесь очень важно соблюдать уклон от здания. Для выполнения этих мероприятия вам понадобиться запастись следующими инвентарем и материалами:

  • лопаты;
  • вибратор плоскостного типа для трамбовки бетона.
  • глина;
  • песок;
  • щебенка;
  • бетон.

На видео – бетон для отмостки:

Весь процесс выполняют согласно следующему плану:

  1. Приготовить раствор, используя подходящую марку цемента, все тщательно размешать. Следите, чтобы полученное изделие не содержало комков, которые очень отрицательно влияют на прочность готовой конструкции.
  2. Готовый раствор имеет свойство очень быстро застывать, но время застывания напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Если температура превышает минимально допустимую тогда нужно сразу же приступать к работе и залить поверхность, которая сосредоточена около основания отмостки. Если вы уже использовали одну порцию раствора, то можете приготовить вторую.
  3. В подготовленную яму на дно уложить слой глины, а затем утрамбовать.
  4. После добавить туда песок, выполняя подушку. Ее высота должна составлять 100 мм.
  5. Утрамбовать песок и слегка полить его водой.
  6. Уложить сверху песка слой щебенки, толщиной 50 мм. Залить ее приготовленным раствором, который затем тоже утрамбовывается при помощи вибратора. Если представленное устройство отсутствует, то можно использовать подручные инструменты.
  7. При заливке бетона очень важно точно соблюсти толщину отмостки. Она нормируется СНиПом. Согласно нормативным документам ширина отмостки должна быть не менее 1,5 – 2 м.

Для того чтобы выполненная отмостка четко следовала своим функциям, необходимо обустроить его согласно технологи. Также очень важно, чтобы выбранный вами бетон имеет необходимую марку.

Из данной статьи можно узнать, каков объем бетона в миксере камаз.

При самостоятельном приготовлении раствора необходимо применять цемент подходящей марки, а все компоненты берутся в необходимой пропорции. Если все эти мероприятия были в точности соблюдены, то выполненная отмостка будет обладать необходимыми показателями прочности, а также будет способна противостоять все неприятным условиям окружающей среды.

Отмостка из бетона вокруг дома своими руками

Любое строение, и особенно жилые дома, нуждаются в отмостке. Она необходима для того чтобы дождь, или сливающаяся с крыши вода не проникали под здание и не вредила фундаменту. Данная работа является не сложной в технологическом плане, поэтому ее можно выполнить самостоятельно. Рассмотрим пошаговое руководство по изготовлению бетонной отмостки.

Отмостка вокруг дома своими руками

Первый этап работы – подготовка территории. Первым делом устраняется плодородный слой почвы. Размер отмостки по технологии должен быть на 20 см больше размера свеса крыши. Оптимальной является длина отмостки 1 м. Такой размер будет подходящим и для дорожки вокруг дома, и для защиты фундамента здания. Глубина отмостки зависит от условий региона. По технологии глубина должна соответствовать половине глубины промерзания грунта зимой.

Учитывая размеры и глубину отмостки снимается верхний слой грунта, а также устраняются корни. Дно можно застелить рубероидом или пленкой ПВХ. Чтобы пленка не прорвалась, дно посыпается песком, который хорошо трамбуется. Также и сверху пленки можно насыпать слой песка. Поверх песка засыпается слой щебня или шлака. Для экономии можно использовать камни.

В подготовку входит установка опалубки, для которой можно использовать обычную деревянную доску. Она выставляется по уровню, так, чтобы в последствии ее можно было использовать для ведения правила.

Необходимо учитывать, чтобы отмостка имела уклон для слива воды. Когда опалубка установлена, армируется отмостка. Для этого используется металлическая сетка, которая связывается с вбитыми в грунт кольями.

Сетка должна размещаться на 3 – 5 см выше поверхности. Для этого ее можно положить на камни, или зафиксировать проволокой к забитым в грунт прутьям. Даже если у вас есть возможность залить отмостку за один раз, все равно необходимо делить опалубку на фрагменты по 1,5 – 2 метра. Между этими частями можно установить пластиковое или деревянное перекрытие (температурный шов).

Это необходимо для того, чтобы в случае движения грунта отмостка не трескалась. В случае повреждения, в ремонте будет нуждаться лишь часть конструкции, а не полностью вся. Чтобы произвести отметку и залить бетон по уровню, можно вбить колья и натянуть нитку.

Если у вас нет возможность приобрести бетон, его можно сделать самостоятельно. Ускорить процесс позволит наличие бетономешалки. Организуйте рабочее место так, чтобы вам было удобно подносить воду, щебень, песок и цемент. Чтобы упростить и ускорить работу, установите бетономешалку недалеко от места, где заливается отмостка.

Состав бетона включает 1 часть цемента, 3 части песка и 5 частей щебня. Вода добавляется в том количестве, сколько необходимо для достижения необходимой консистенции, которая по густоте должна быть как сметана. Жидковатый раствор будет способствовать лучшему заполнению всех ям и неровностей, а также более легкому выравниванию.

Когда все готово, можно приступать к укладке бетонной смеси. Заполняется опалубка бетоном при помощи ведер вручную, или непосредственно с бетономешалки.

Каждая порция бетона нуждается в распределении и разравнивании. Сначала необходимо заполнить основную часть опалубки, после чего последним слоем выровнять при помощи правила и кельмы. Важно использовать уровень, для того чтобы создать слив и выполнить уклон от фундамента, чтобы вода стекала в сторону. Таким образом, вода не будет собираться на отмостке и тем самым разрушать ее.

Чтобы отмостка была ровной и максимально гладкой без ям, необходимо хорошо заполнить опалубку бетоном, и аккуратно разровнять ее кельмой. Если в каких-то местах не достает раствора и образовывают ямы, используйте мастерок чтобы добавлять в эти места бетон. Верхнюю часть можно посыпать цементом для укрепления. Когда бетон подсохнет его можно дополнительно затереть полиуретановой теркой.

После того как вы зальете бетон, его стоит покрыть пленкой, чтобы он не пересыхал на солнце, или не был смыт дождем.

Необходимо дать отмостке время устояться. Рекомендуется в течении 2 – 3 дней постоянно смачивать отмостку водой, чтобы избежать появления трещин. Затем опалубка снимается.

Бывает так, что края отмостки, где была доска опалубки, из-за некачественного заполнения имеет неровности и даже углубления. Их можно дополнительно замазать раствором.

Как самостоятельно сделать крепкую отмостку на долгие-долгие годы —

Как сделать бетонную отмостку вокруг дома своими руками: пошаговая инструкция

Любое здание, загородный дом, строение нуждаются в правильном фундаменте. Большую роль в защите фундамента играет бетонная отмостка вокруг дома. Эта конструкция, которая опоясывает наше строение, защищает фундамент и стены строения от дождя и промерзания. Если сделать не качественную отмостку, то у нее будет неправильное отведение воды от строения, на стенах появится сырость и плесень, полы в доме будут холодными.

Также отмостка делает любое строение более завершенной, а при необходимости мы всегда можем ходить по ней, как по тротуару.

При грамотном подходе, соблюдении рекомендаций, вы сможете сделать отмостку своими руками, что позволит вам сэкономить, сделает работу качественной и не сложной даже для человека, который впервые столкнулся с такими видами работ.

Требования к отмостке и правила устройства

Делают ее в конце строительства, когда дом уже полностью построен.

Не следует делать работы в зимний период времени.

Необходимые размеры получения долговечной и правильной конструкции будут учитывать такие ее параметры как ширина, высота, уклон:

По нормативам ширина отмостки составляет 1 метр, может быть больше, это зависит от особенности грунта, учитывается наличие водостока и такая ширина удобна для передвижения по ней вдоль дома.

  • Высота, глубина, толщина.

Уровень глубины конструкции зависит от особенности промерзания грунта. Для каждого региона нормы являются разными, поэтому этот вопрос можно выяснить в местном управлении архитектуры. Отмостка должна быть подвижна к грунтам.

Высота откоса должна составлять 5 см над уровнем грунта, такая высота препятствует накапливанию луж, так как в случае заморозка они могут разрушать конструкцию.

Толщина отмостки считается от 10 см, а в случае ее большого эксплуатационного использования или при наличии гаража надо увеличить этот показатель до 15 см. Толщина бетонной отмостки позволяет грунтовым слоям дышать.

Высота цоколя по нормативам составляет 50 см.

  • Уклон отмостки.

Здесь также следует отталкиваться от типа грунта и уровня осадков. Угол наклона по стандартам возможен от 1 до 10 см, но чаще всего этот уровень делают в 2-3 см, а высота конструкции начинается от фундамента дома на его понижение. Если уклон будет повышен, при холодной температуре откос обледенеет и вы не сможете по нему ходить.

Обязательно делаем отмостку вдоль всего периметра дома. Крыльцо также выполняет эту функцию.

Бордюр больше служит как декоративный элемент, вы решаете сами о его целесообразности. В случае, когда рядом с домом растут кустарники и деревья бордюр необходим, т.к. корневища растений влияют на почву.

Как сделать отмостку из бетона вокруг дома

Бетонная отмостка считается самой эффективной по защите любого строения, отмостка имеет конструкцию, которая напоминает слоеный пирог.

При начале работы по конструированию отмостки удаляем грунт земли на заданную ей ширину. Далее формируется прослойка из глины или песка, рубероида, щебня. Все слои тщательно трамбуются. Формируется опалубка вокруг строения и проводится армирование площади, в которую заливается верхнее покрытие – бетон. Обязательным условием является: одинаковая ширина отмостки по всему периметру дома. Конструкцию выравнивают, делают уклон и дают время для высыхания бетона. В видео рассказывается подробно о том, как сделать отмостку из бетона вокруг дома:

Подготовка инструментов

При расчете всех заданных параметров можно позаботиться о необходимых инструментах и материалах.

  1. Для удаления почвы понадобится лопата, кирка, лом.
  2. Для опалубки нужны доски, колышки, бечевка, поэтому понадобятся вспомогательные инструменты: ножовка, молоток, гвозди. Для армирования требуется металлическая сетка, ячейки сетки 50Х50 или 100Х100, сварочное оборудование, инструмент для обрезки металла.
  3. Для прослоек понадобятся материалы: песок, глина, рубероид или полиэтилен. Следующий слой гравий или щебень, верхний слой – цемент.
  4. Для изготовления бетонной смеси необходим миксер для его смешивания, ведра, тележки. Миксер можно взять напрокат в строительном магазине.
  5. Дополнительные инструменты для выравнивания поверхности бетона: строительный уровень, мастерок, шпатель, герметик для заделывания швов.

Разметка

Вокруг дома размечаем траншею, набиваем колышки и протягиваем между ними бечевку. На цоколе делаем пометки, чтобы наш уровень не выходил за эти значения. На досках следует делать необходимые пометки, чтобы укладывание слоев было равномерным.

Снимаем верхний слой грунта, глубина траншеи не должна превышать более 50 см. Устанавливаем систему водоотвода и засыпаем в нужной последовательности слои глины, песка, щебня, гидроизоляционного материала, бетона.

Состав бетонного раствора для отмостки

Если работы делаются впервые, а вы не хотите вникать в состав, а тем более замешивать его самостоятельно логичнее приобрести готовую смесь.

Для самостоятельного замешивания раствора бетона смотрим на высокие показатели марки цемента, его свежесть изготовления. Для качественных работ с отмостками цемент должен быть с маркой М400. Песок надо просеять и промыть, щебень брать с фракцией 5-10 мм. Воду в раствор следует добавлять комнатной температуры. В смесь можно добавить жидкое стекло, оно придаст раствору морозоустойчивые свойства.

Приготовление бетонного раствора для отмостки

Соблюдая все пропорции, приступаем к приготовлению бетонного раствора. В миксер для смешивания частями добавляем цемент, вливаем воду. Пропорция цемента к воде составит 1 к 0,5, при излишке воды понижается прочность бетона. Компоненты перемешиваем до однородной массы, далее постепенно добавляем песок и размешиваем раствор, доводим его до консистенции густой сметаны. Пропорции цемента к песку составляет 1 к 3. Последним компонентом добавляем 3 части мелкого щебня и жидкое стекло. При смешивании компонентов раствора необходимо выдерживать перерывы в 5 минут.

Расход материала на 1 кубический метр: 300 кг цемента, 800 кг песка, 1100 кг щебня, 190 л воды, 2,4 л жидкого стекла.

Гидроизоляция (утепление)

Сама отмостка – это уже гидроизоляционный фундамент.

Для того чтобы к дому проникало как можно меньше влаги, а в строении предусмотрен подвал используют 2-3 слоя гидроизоляции. Одним из самых доступных решений, который можно сделать самостоятельно – это создание глиняного замка. Глина является натуральным компонентом и может быть самым первым слоем нашей отмостки. Поверх снятой поверхности грунта укладываем глину, проливаем ее водой и даем просохнуть. За счет этих действий на глине образуется водонепроницаемая пленка.

Вторым из таких слоев может быть рубероид или полиэтилен, который укладываем между слоями глины и песка. Рубероид размещаем с условием его припусков на стены и внахлест друг на друга, чтобы не было зазоров между листами. Полиэтилен можно уложить в несколько слоев.

При финансовой возможности можно пролить эти гидроизоляционные слои горячим битумом или смолой. Сверху на рубероид укладываем щебень, а потом производим заливку бетоном.

Возле края отмостки стоит сделать дренажную систему: вырыть канавку и засыпать щебнем, при желании уложить в нее трубы.

В видео мастер рассказывает про процесс изготовления отмостки из бетона, и в частности про необходимость гидроизоляции:

Армирование и заливка бетонной отмостки

После выкапывания канавы и монтирования опалубка приступаем к укладыванию слоев глины, песка, рубероида. Все слои трамбуются и уплотняются, их прослойка должна быть равномерной для каждого материала. Далее засыпаем щебень.

Для увеличения прочности устройства отмостки проводится армирование с помощью металлической сетки. Сетку укладывают выше над щебнем на 3 см.

Между местом соединения цоколя и бетона обустраиваем деформационный шов, делаем поперечные швы из досок с расстоянием друг от друга 2 м, обязательные швы должны быть по углам строения. Эти швы нам необходимы для подвижности основы с грунтом, когда материал меняет свои размеры за счет перепадов температур. В дальнейшем они уберегут отмостку от повреждений, а в случае ремонта позволят делать его на небольших участках.

После проделанных работ приступаем к замешиванию бетонной основы, заливаем его на сетку. Не допускается появления воздушных полостей в смеси. Бетон заливаем до верхнего края опалубки.

Выравнивание бетона и его сушка

Приступаем к заключительным работам.

Обязательно при укладывании всех слоев не забывать, что работы проводятся с первого до последнего этапа с соблюдением угла наклона от стен дома к краю полотна, а их толщина должна быть равномерной для каждого из слоев, перепады не допускаются. Все материалы тщательно утрамбовываются и выравниваются.

При заливке бетона, также следим за его равномерностью распределения. Делаем заливку поэтапно, небольшими порциями. Каждую порцию максимально утрамбовываем и выравниваем с помощью широкого шпателя или строительного правило, либо можно взять ровную доску, примерно по длине откоса и ровнять бетон ей.

После заливки следим за высыханием бетона. Слишком быстрое его высыхание может привести к растрескиванию. Стоит накрыть бетон непрозрачной пленкой или мокрым полотном ткани. В жаркие дни проливаем отмостку водой, что сделает ее еще более железобетонной.

Для железнения отмостки на свежезалитый бетон насыпаем сухой цемент, толщиной примерно 2 мм и затираем его. Растворы схватятся между собой и будут более устойчивы к влаге.

Через две недели бетон полностью высыхает и можно отмостку эксплуатировать.

Ремонт бетонной отмостки (заделывание трещин)

Все ремонтные работы лучше производить в осенний или весенний период. Поэтому два раза в год осматривайте отмостку на наличие в ней трещин, сколов, разрушений и делайте ремонт сразу, не откладывайте его на потом.

Чаще всего ремонт приходится делать на температурных швах, здесь могут помочь герметики или порозаполнители.

Мелкие трещины на бетонном основании можно залить специальной шпаклевкой на основе цемента.

Крупные трещины необходимо расширить в виде клина, обработать грунтовкой, заполнить битумом, а верхний слой залить песчано-цементным раствором.

Если же произошло серьезное повреждение, такое как раскол бетона, то придется разбирать секцию и заливать ее новым бетонным раствором. Более подробно про ремонт отмостки рассказывает мастер в следующем видео:

Чтобы избежать всех крупных повреждений, выполняйте рекомендации опытных специалистов, делайте все внимательно, по всем нормами укладки, не пропускайте технологию процесса. Соблюдайте инструкции изготовителей материалов.

Читайте еще: «Как построить погреб на улице»

Пропорции бетона для отмостки вокруг дома

Статья про марки бетона для отмостки, и о том, какую из марок лучше всего использовать для этой цели. Даны пропорции компонентов для наиболее выгодной.

Отмостка — это покрытие, плотно опоясывающее постройку по всему ее периметру. Имеет заданную непрерывную ширину. Сооружается данная конструкция на последнем строительном этапе, когда уже полностью закончены облицовочные работы на фундаменте.

Универсальная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка для бетонов.

Расчет количества бетонного раствора

Отмостка, по сути, это бетонная плита вокруг дома, которую вы сделаете сами. Как рассчитать, сколько нужно бетона для этой самой плиты? Это секрет, но вам он откроется. Запоминайте, а лучше запишите:

  • Сперва вычисляем площадь, которую нужно залить. Формула вычисления площади какая? Правильно. Длина всего участка заливки умножается на его ширину;
  • Полученная цифра снова умножается на высоту будущей отмостки;
  • Эта цифра снова умножается на 10%. Это нужно для запаса.

Можно использовать калькулятор ленточного фундамента.

Требования к отмостке

Она должна выступать на 200 мм от дома, оптимальная ширина — 1 м, это позволяет ходить по отмостке вокруг дома, используя ее в качестве пешеходной дорожки.

Покрывать весь периметр сооружения необходимо беспрерывно, благодаря этому весь фундамент будет защищен. Толщина выбирается в зависимости от эксплуатационной нагрузки, в среднем это 7 см. При повышенной нагрузке слой бетона может достигать 16 см.

Сооружать отмостку рекомендуется под небольшим наклоном, угол которого составляет не меньше 1-2º, это обеспечит отток воды от дома во время выпадения большого количества осадков.

Чем шире будет конструкция, тем больше будет защита основания фундамента от попадания в него лишней влаги.

Компенсационные швы — это важная составляющая отмостки. Изготавливаются из виниловой ленты или отрезков ЭППС, толщина которых — 5-12 мм. Располагаются на стыке конструкции отмостки и фундамента.

Клей-герметик для швов белый

CEMMIX Клей-герметик для швов – однокомпонентный полиуретановый герметик для герметизации различных швов, примыканий ступеней и стен, ввода труб и систем вентиляции и жестко-эластичной склейки различных материалов.

От чего может зависеть качество бетона

Некоторые владельцы загородных домов считают, что, поскольку этот элемент конструкции здания никакой особой нагрузки в процессе эксплуатации не несет, использовать для него можно любую, даже не слишком хорошую смесь. Однако это далеко не так. Пропорции бетона для отмостки соблюдать следует обязательно. Ведь при ее разрушении (появлении трещин и сколов) фундамент дома сразу же начинает подвергаться воздействию влаги. В результате значительно снижается срок службы всего здания в целом.

Согласно нормативам СНиП, для этого архитектурного элемента дома допускается использовать бетонный раствор марки не ниже М200, что соответствует классу В-15. Для того чтобы приготовить такую смесь, следует правильно выбрать цемент, песок и наполнитель. И, конечно же, смешать их нужно в правильных пропорциях.

Состав

Основные компонентыцементного раствора:

От их качества зависит, как себя будет вести бетон в условиях различных температур, какова будет его плотность. Для придания бетону дополнительных свойств в цементную смесь для добавляют опилки, осколки камней, шлаковые отходы и др.

Приготовленную смесь можно использовать для отмостки вокруг дома, для возведения ленточногои монолитно ленточногофундаментов.

Компоненты и пропорции

Хороший бетонный раствор для отмостки получится только в случае строгого соблюдения всех пропорций.

Классический способ, помогающий правильно определить пропорции бетона на отмостку:

  1. В смеситель помещается песок и цемент в пропорции 1:3.
  2. Добавляется вода, при размешивании должна получиться масса однородной консистенции, имеющая вид густой сметаны.
  3. Перемешивая, добавляют не менее 3 частей мелкого щебня или гравия.

Например, чтобы получить раствор из бетона, имеющий объем 1 м³, потребуется:

  • 300 кг цемента;
  • 1120 кг щебня, имеющего фракцию 5-10 мм;
  • просеянный и промытый от лишних примесей и земли песок в количестве 800 кг;
  • вода в количестве 180 л.

Замешивая бетонный раствор, все следующие компоненты нужно вносить только после равномерного растворения предыдущих.

В случае приготовления бетона ручным способом все компоненты смешиваются в большой емкости типа ванны или корыта. Сначала раствор мешается при помощи тяпки, а после добавления щебенки или гравия лучше мешать штыковой лопатой.

Применение качественных составляющих бетонного раствора, правильная технология замеса и строгое соблюдение пропорций сделают отмостку качественной и с большим сроком эксплуатации.

Отмостка своими руками

Чтобы самостоятельно сделать отмостку, вокруг стены делают углубление на 10-15 см и тщательно уплотняю грунт. Затем насыпают песок и щебень в разных пропорциях. Теперь можно приготовить бетон и приступать к изготовлению покрытия.

Лента по периметру несет немалую нагрузку на сжатие и со стороны грунта в период смены сезонов, и от внешних факторов – снежных сугробов. Соответственно, раствор для отмостки в застывшем состоянии должен суметь выдержать эти нагрузки.

Какой марки бетон в данном случае необходим? Поскольку относительно других несущих конструкций отмостка воспринимает значительно меньшую нагрузку, для ее изготовления достаточно приготовить раствор М200 (В15). Однако, если расчет потребует изменения данного параметра в большую сторону, ошибкой это не будет. Стоит насторожиться, если строители предлагают использовать для монтажа бетон М100-М150.

Каким должен быть наполнитель

Наполнитель должен быть таким, чтоб за него не было стыдно: песок с реки и щебенка среднего помола. В отдельных случаях щебенку заменяют на мелкий гравий. Чтобы снизить массу, но при этом увеличить объем частенько добавляют секретный ингредиент керамзит. Он мало весит и отлично заполняет смесь.

Не берите известняк! Он снизит марочную прочность полотна!

Советы по приготовлению раствора

Полученные ингредиенты удобно смешивать в небольшой бетономешалке. В тачке – при заливке небольшими замесами из расчёта до 100 кг на полную тележку – перемешивание бетона до однородной массы оказалось бы затруднительным делом. Лопата или мастерок при перемешивании – не лучший помощник: мастер затратит больше времени (полчаса или час) при ручном смешивании, чем если бы он воспользовался механизированным инструментарием.

Замешивать бетон при помощи насадки-миксера на дрели неудобно – камешки затормозят раскручивание такой мешалки.

Бетон схватывается за положенное время (2 часа) при температуре порядка +20. Производить строительные работы зимой, когда температура воздуха резко снижена (0 градусов и ниже) не рекомендуется: на морозе бетон вообще не схватится и не наберёт прочность, он тут же замёрзнет, а при оттаивании сразу же рассыпется. По прошествии 6 часов – с момента окончания заливки и выравнивания покрытия – бетон дополнительно поливается водой: это помогает ему набрать максимум прочности за месяц. Застывший и полностью набравший прочность бетон может прослужить не менее 50 лет, если соблюдены пропорции и на качестве ингредиентов мастер не сэкономил.

Распространенные ошибки при создании отмостки

Часто владельцы частных домов не получают ожидаемого эффекта от отмостки, поскольку совершают ряд ошибок. Даже самые мелкие недочеты могут минимизировать полезный эффект конструкции. Чаще всего проблемы могут возникнуть при:

  1. Некачественная утрамбовка обратной засыпки. Становится причиной усадки, из-за чего разрушается гдроизоляционный материал и даже могут пойти трещины по поверхности бетона.
  2. Попадание мусора в обратную засыпку также может привести к порче материалов и ухудшению их эксплуатационных характеристик.
  3. Плохая утрамбовка основания и несоблюдение уклона может привести к неравномерному слою щебня, что вызовет неправильное распределение нагрузки и станет причиной растрескивания бетона.
  4. Отсутствие в опалубке поперечных швов и компенсационного шва между отмосткой и цоколем могут привести к образованию трещин.

Также стоит отметить, что если в цоколе имеется кран для полива, то следует предусмотреть отдельный желоб для стока воды, чтобы она не попадала непосредственно на поверхность бетона и не портила его.

Работы на первоначальном этапе строительного процесса

Решив делать отмостку, прежде всего, необходимо определиться со следующими немаловажными моментами:

  • Выбрать подходящий вариант отмостки;
  • Конкретизировать главные параметры, которые отвечают за качество, а также за уровень надежности конструкции.

При устройстве отмостки вокруг дома важное значение имеет обустройство грамотно выполненного армированного пояса, который будет находиться по всему периметру жилого строения.

Из чего должна состоять данная конструкция:

  1. Из так называемой подстилающей прослойки. В процессе её обустройства широко применяются материалы с высокими показателями гигроскопичности. Благодаря этому можно избежать нежелательного проникновения воды в фундаментную часть сооружения. Наиболее часто используемые материалы в таком случае – глина, песок, геотекстиль либо же мелкий щебень. Причем в некоторых случаях возможным является использование сразу нескольких этих материалов.
  2. Из так называемого декоративного покрытия. Понятно, что главная роль этого элемента – служить декоративным целям.
  • Для проведения работ с землей – кирка, лом, а также лопата;
  • Строительный миксер. Такой инструмент необязательно покупать, его можно спокойно арендовать. В то же самое время, следует помнить, что без него невозможно выполнить замес именно всего объема.
  • Инструменты вспомогательного плана (мастерок, шпатели, малярные кисти и др.)
  • Емкости, используемые с целью приготовления требуемого замеса.

Требования к стройматериалу

Отмостка является дорожкой, которая обрамляет частный дом. Дорожки такого типа специалисты относят к категории тяжек ненагруженного типа. Это обусловлено весьма лояльными условиями эксплуатации: по дорожке не только не будет ходить одновременно сотня пешеходов, но и, тем более, не ездят машины.

Данное сооружение должно быть в первую очередь водостойким. Потому, выбирая какой бетон использовать в процессе осуществления строительных работ, обращайте внимание на низкие марки. Они наилучшим образом соответствуют требованиям, которые в обязательном порядке предоставляются специалистами.

Состав и технические характеристики бетона

Марка бетона для отмостки должна быть:

  • водонепроницаемой;устойчивой к воздействию мороза;средней в пане прочностных показателей;максимальной доступной, ведь низкая цена позволит оптимизировать финансовые затраты а весь процесс строительства в целом.

Текущее состояние, проблемы и направления на будущее

Реферат

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сообщила, что во всем мире насчитывается 285 миллионов людей с нарушениями зрения. Среди этих людей 39 миллионов полностью слепых. Было создано несколько систем, предназначенных для поддержки людей с ослабленным зрением и улучшения качества их жизни. К сожалению, большинство этих систем ограничены в своих возможностях. В этой статье мы представляем сравнительный обзор носимых и портативных вспомогательных устройств для людей с нарушениями зрения, чтобы показать прогресс в вспомогательных технологиях для этой группы людей.Таким образом, вклад этого обзора литературы состоит в том, чтобы подробно обсудить наиболее важные устройства, которые представлены в литературе, чтобы помочь этой группе людей, и выделить улучшения, преимущества, недостатки и точность. Наша цель — рассмотреть и представить большинство проблем, связанных с этими системами, чтобы дать другим исследователям возможность разрабатывать устройства, обеспечивающие безопасность и независимую мобильность людей с ослабленным зрением.

Ключевые слова: вспомогательные устройства, слабовидящие люди, обнаружение препятствий, системы навигации и ориентации, обход препятствий

1.Введение

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), во всем мире насчитывается 285 миллионов людей с нарушениями зрения. Среди этих людей 39 миллионов слепых в мире [1]. В США более 1,3 миллиона человек полностью слепы и примерно 8,7 миллиона человек страдают нарушениями зрения [2]. По данным Американского фонда слепых [2] и Национальной федерации слепых [3], из них 100 000 — студенты. За последние годы снизилась слепота, вызванная болезнями, благодаря успешным действиям в области общественного здравоохранения.Однако количество слепых людей старше 60 лет увеличивается на 2 миллиона за десятилетие. К сожалению, к 2020 году все эти цифры увеличатся вдвое [4].

Увеличилась потребность во вспомогательных устройствах для навигации и ориентации. Самыми простыми и доступными средствами навигации и доступными инструментами являются дрессированные собаки и белая трость [5]. Хотя эти инструменты очень популярны, они не могут предоставить слепым всю информацию и функции для безопасной мобильности, которые доступны людям со зрением [6,7].

1.1. Вспомогательные технологии

Все системы, услуги, устройства и приспособления, которые используются инвалидами для повседневной помощи, облегчения их деятельности и обеспечения безопасной мобильности, объединены одним общим термином: вспомогательные технологии [8].

В 1960-х годах были внедрены вспомогательные технологии для решения повседневных проблем, связанных с передачей информации (например, личной гигиены) [9], средств навигации и ориентации, связанных с мобильностью [10,11,12].

In, вспомогательные визуальные технологии делятся на три категории: улучшение зрения, замена зрения и замена зрения [12,13]. Эта вспомогательная технология стала доступной для слепых через электронные устройства, которые позволяют пользователям обнаруживать и локализовать объекты, чтобы дать людям возможность почувствовать внешнюю среду с помощью функций датчиков. Датчики также помогают пользователю в решении задачи мобильности, основанной на определении размеров, дальности и высоты объектов [6,14].

Классификация электронных устройств для слабовидящих.

Категория замены зрения более сложна, чем две другие категории; он занимается медицинскими и технологическими проблемами. Замена зрения включает отображение информации непосредственно в зрительной коре головного мозга или через глазной нерв [12]. Тем не менее, улучшение зрения и замена зрения похожи по концепции; разница в том, что при улучшении зрения вход камеры обрабатывается, а затем результаты будут отображаться визуально.Замена зрения похожа на улучшение зрения, но результат представляет собой невизуальное отображение, которое может быть вибрационным, слуховым или и тем, и другим, основанным на слухе и осязании, которые могут легко контролироваться и ощущаться слепым пользователем.

Основное внимание в этом обзоре литературы уделяется категории замещения зрения, включая три ее подкатегории; Электронные средства передвижения (ETA), электронные средства ориентирования (EOA) и устройства определения местоположения (PLD). Наше глубокое изучение всех устройств, которые предоставляют указанные ниже услуги, позволяет нам составить справедливую таксономию, которая может классифицировать любой предложенный метод среди других.Классификация электронных устройств для слабовидящих представлена ​​в. Каждая из трех категорий пытается повысить мобильность слепых с небольшими различиями.

1.1.1. Электронные средства передвижения (ETA)

Это устройства, которые собирают информацию об окружающей среде и передают ее пользователю через сенсорные камеры, гидролокаторы или лазерные сканеры [15,16]. Правила ETA в соответствии с Национальным исследовательским советом [6]:

  • (1)

    Определение препятствий вокруг тела пользователя от земли до головы;

  • (2)

    Предоставление пользователю некоторых инструкций относительно движущейся поверхности состоит из зазоров или текстур;

  • (3)

    Поиск предметов, окружающих препятствия;

  • (4)

    Предоставление информации о расстоянии между пользователем и препятствием с важными указаниями направления;

  • (5)

    Предложение наиболее заметных достопримечательностей в дополнение к инструкциям по идентификации;

  • (6)

    Предоставление информации, дающей возможность самоориентации и мысленного картирования окружения.

1.1.2. Электронные средства ориентирования (EOA)

Это устройства, которые указывают пешеходам направление в незнакомых местах [17,18]. Руководящие принципы EOA приведены в [18]:

  • (1)

    Определение маршрута для выбора наилучшего пути;

  • (2)

    Отслеживание пути для приблизительного расчета местоположения пользователя;

  • (3)

    Предоставление инструкций по мобильности и указателей пути, чтобы направлять пользователя и развивать его / его мысли об окружающей среде.

1.1.3. Устройства позиционирования (PLD)

Это устройства, которые определяют точное положение держателя, например устройства, использующие технологию GPS.

В этом документе мы сосредоточимся на наиболее важных и новейших системах, которые предоставляют критически важные услуги для людей с ослабленным зрением, включая услуги по обнаружению препятствий, предотвращению препятствий и ориентации, содержащие функции GPS.

В разделе 2 дается краткое описание наиболее важных электронных устройств.Анализ основных характеристик каждого исследуемого устройства представлен в Разделе 3. Раздел 4 завершает этот обзор обсуждением оценки систем. Последний раздел включает будущие направления.

2. Важнейшие электронные устройства для людей с нарушениями зрения

Большинство электронных вспомогательных средств, которые предоставляют услуги людям с нарушениями зрения, зависят от данных, собранных из окружающей среды (с помощью лазерного сканера, датчиков камеры или сонара) и переданных пользователю через тактильный формат, аудиоформат или и то, и другое.Обсуждаются разные мнения о том, какой из них является лучшим типом обратной связи, и это все еще открытая тема.

Однако, независимо от услуг, предоставляемых какой-либо конкретной системой, в этой системе требуются некоторые базовые функции для обеспечения удовлетворительной производительности. Эти функции могут быть ключом к измерению эффективности и надежности любого электронного устройства, которое предоставляет услуги навигации и ориентации для людей с ослабленным зрением. Поэтому в этом разделе мы представляем список наиболее важных и новейших систем с кратким описанием, включая: что такое система, ее прототип, кратко, как она работает, хорошо известные методы, которые используются в этой системе, и преимущества. и недостатки.Эти устройства классифицируются на основе функций, описанных в. Сравнительные результаты, основанные на этих характеристиках, будут представлены в следующем разделе с ответом на вопрос, какое устройство является наиболее эффективным и желательным.

Таблица 1

Наиболее важные функции, соответствующие потребностям пользователя.

Характеристика Описание
Тип анализа Система должна обеспечивать быструю обработку информации, которой обмениваются пользователь и датчики.Например, система, которая обнаруживает препятствие, которое находится на расстоянии 2 м перед пользователем за 10 с, не может считаться системой реального времени [12]
Покрытие Система должна предоставлять свои услуги в помещении и на открытом воздухе для улучшения качество жизни людей с ослабленным зрением
Время Система должна работать так же хорошо как днем, так и ночью
Диапазон Это расстояние между пользователем и объектом, которое должно быть обнаружено система.Идеальная минимальная дальность — 0,5 м, максимальная — более 5 м. Чем больше расстояние, тем лучше
Тип объекта Система должна избегать внезапного появления объектов, что означает, что система должна обнаруживать динамические объекты как статические

Smart Cane

Wahab et al. изучал разработку продукта Smart Cane для обнаружения объектов и выработки точных инструкций по навигации [19].Первоначально Smart Cane был представлен студентами Университета Центрального Мичигана. Дизайн Smart Cane показан на. Это портативное устройство, оснащенное сенсорной системой. Система состоит из ультразвуковых датчиков, микроконтроллера, вибратора, зуммера и детектора воды для помощи людям с ослабленным зрением. Он использует серводвигатели, ультразвуковые датчики и нечеткий контроллер для обнаружения препятствий перед пользователем, а затем предоставляет инструкции с помощью голосовых сообщений или вибрации рук.

Прототип Smart Cane [19].

Серводвигатели используются для точной обратной связи по положению. Ультразвуковые датчики используются для обнаружения препятствий. Следовательно, нечеткий контроллер может давать точные решения на основе информации, полученной от серводвигателей и ультразвуковых датчиков, для навигации пользователя.

Выходные данные Smart Cane зависят от сбора вышеуказанной информации для создания звуковых сообщений через динамик для пользователя. Кроме того, у людей с нарушением слуха есть специальные перчатки-вибраторы, которые входят в комплект Smart Cane.У каждого пальца своя вибрация, и каждый из них имеет определенное значение.

Smart Cane достиг своей цели в обнаружении объектов и препятствий, обеспечивая необходимую обратную связь. Как показано на рисунке, трость Smart Cane легко переносится и легко сгибается. Кроме того, датчик воды не обнаружит воду, если ее глубина не превышает 0,5 см, а зуммер датчика воды не остановится, пока она не будет высушена или протерта. У авторов статьи есть рекомендации по тестируемой системе.Они заявили, что для контроля за состоянием электроснабжения лучше установить счетчик мощности. Авторы рекомендовали добавить таймер зуммера, чтобы указать период для решения проблемы зуммера.

Замена глаза

Bharambe et al. разработали встроенное устройство для замены глаз людям с ослабленным зрением (VIP), которое помогает определять направления и навигацию, как показано в [20]. В основном встраиваемое устройство представляет собой микроконтроллер TI MSP 430G2553 (Texas Instruments Incorporated, Даллас, Техас, США).Авторы реализовали предложенные алгоритмы с помощью Android-приложения. Роль этого приложения заключается в использовании GPS, улучшенного GSM и GPRS для определения местоположения человека и создания более точных направлений. Встроенное устройство состоит из двух ультразвуковых датчиков HC-SR04 (Yuyao Zhaohua Electric Appliance Factory, Юяо, Китай) и трех двигателей-вибраторов.

Прототип устройства для замены глаза [20].

Ультразвуковые датчики посылают последовательность ультразвуковых импульсов. Если препятствие обнаружено, звук будет отражен обратно в приемник, как показано на.Микроконтроллер обрабатывает показания ультразвуковых датчиков, чтобы активировать двигатели, посылая широтно-импульсную модуляцию. Он также обеспечивает низкое энергопотребление [21].

Отражение последовательности ультразвуковых импульсов между отправителем и получателем.

Конструкция устройства легкая и очень удобная. Кроме того, в системе используются два датчика для решения проблемы узкого угла конуса, как показано на. Таким образом, ультразвуковые устройства охватывают не два диапазона, а три диапазона.Это помогает не только обнаруживать препятствия, но и определять их местонахождение. Однако дизайн мог бы быть лучше, если бы авторы не использовали деревянную основу, которую пользователь будет носить большую часть времени. Кроме того, система ненадежна и ограничена устройствами Android.

Диапазоны, охватываемые ультразвуковыми датчиками [20].

Слияние искусственного зрения и GPS (FAV & GPS)

Вспомогательное устройство для слепых было представлено в [22] для улучшения картографирования местоположения пользователя и определения местоположения окружающих объектов с помощью двух функций: на основе карты подход согласования и искусственное зрение [23].Первая функция помогает найти требуемый объект, а также позволяет пользователю давать инструкции, двигая головой к цели. Второй помогает в автоматическом обнаружении визуальных целей. Как показано на рисунке, это устройство представляет собой носимое устройство, которое устанавливается на голове пользователя и состоит из двух стереокамер Bumblebee для видеовхода, установленных на шлеме, GPS-приемника, наушников, микрофона и устройства слежения Xsens Mti для обнаружения движения. Система обрабатывает видеопоток, используя алгоритм распознавания SpikNet [24], чтобы определить визуальные элементы, которые обрабатывают изображение размером 320 × 240 пикселей.

Вспомогательное устройство для слепых на основе подхода сопоставления карт и искусственного зрения [22].

Для быстрой локализации и обнаружения таких визуальных целей эта система интегрировала глобальную систему определения местоположения (GPS), модифицированную географическую информационную систему (GIS) [25] и определение местоположения на основе видения. Эта конструкция может улучшить характеристики навигационных систем, в которых сигнал замещается. Таким образом, эта система может быть объединена с любой навигационной системой для решения проблем навигации в таких областях.

Из-за отсутствия некоторой информации о согласованности пешеходной мобильности в коммерческих ГИС, эта система сопоставляет сигнал GPS с адаптирующейся ГИС для оценки текущего местоположения пользователя, как показано на. Положение трехмерной цели рассчитывается с использованием матриц линз и стереоскопической дисперсии. После определения позиции пользователя и цели зрительный агент отправляет идентификатор цели и ее трехмерные координаты.

Результатом сопоставления сигналов коммерческой географической информационной системы (ГИС) и глобальной системы позиционирования (GPS) является P1.P2 является результатом отображения сигналов GPS с адаптируемой ГИС [22].

Матрица поворота на каждый угол умножается на координаты цели в опорном кадре головы ( x , y , z ), чтобы получить координаты целей в справочной карте ( x , y , z ), как указано в уравнении (1). После этого в проекте используется Географическая информационная система (ГИС), которая содержит все цели в заданных позициях, чтобы получить долготу и широту ориентиров.Основываясь на этой информации, авторы могли вычислить координаты пользователя в Мировой геодезической системе координат (WGS84). Результаты передаются в аудиоформате через динамик, которым оснащено устройство.

[x′y′z ′] = [xyz] · [1000cos (рыскание) sin (рыскание) 0sin (рыскание) cos (рыскание)]. [Cos (шаг) 0 − sin (шаг) 010sin (шаг) 0cos (шаг)]. [cos (roll) sin (roll) 0sin (roll) cos (roll) 0001]

(1)

Использование модифицированной ГИС показывает положительные результаты и лучшую оценку положения пользователя по сравнению с коммерческая ГИС, как показано в.Однако система не тестировалась на навигационных системах, чтобы гарантировать ее работоспособность, если она интегрирована с навигационной системой. Так что, улучшит ли это навигационные системы или нет, неизвестно.

Распознавание банкнот (BanknoteRec)

Вспомогательное устройство для слепых было реализовано в [26], чтобы помочь им классифицировать типы банкнот и монет. Система была построена на основе трех моделей: входная (OV6620 Omni Vision CMOS-камера), процесс (микроконтроллер SX28) и выход (динамик).

Цветовая модель

RGB используется для определения типа банкноты путем вычисления среднего красного, зеленого и синего цветов. Функция микроконтроллера (IV-CAM) с камерой, установленной на микросхеме, используется для извлечения требуемых данных из потокового видео с камеры. Затем будут собраны данные о среднем цвете и дисперсии для следующего шага, когда микроконтроллер MCS-51 начнет обрабатывать эту собранную информацию. По результатам обработки цифровой диктофон (Aplus ap8917) записывает голос каждого вида банкноты и монеты.

Эта система сравнивает несколько выборок каждого вида банкноты, используя модель RGB. Наиболее подходящая банкнота будет результатом работы системы. Однако монета идентифицируется на основе размера путем вычисления количества пикселей. Чтобы определить тип монеты, необходимо вычислить среднее количество пикселей каждой монеты. Получившаяся монета наилучшего соответствия будет результатом прохождения устройством через динамик.

Точность результатов составляет 80% за счет двух факторов; разница в цвете новой и старой валюты и свет, отличный от естественного, могут повлиять на результаты.С другой стороны, устройство тестировалось только на тайской валюте. Следовательно, система ненадежна, и мы не можем гарантировать эффективность работы системы с другими типами валют. Кроме того, устройство может не идентифицировать банкноты, отличные от протестированных, если каждый вид банкноты имеет уникальный цвет, а монеты не имеют подобного размера.

Недавно аналогичная работа была представлена ​​в [27]. Это портативное устройство, которое показывает разумную точность в обнаружении банкнот евро с хорошей точностью в распознавании за счет интеграции хорошо известных методов компьютерного зрения.Однако система имеет очень ограниченную область применения для конкретного приложения, например, монеты не рассматривались для обнаружения и распознавания. Кроме того, система не обнаруживает поддельные банкноты.

TED

В [28] была разработана конструкция крошечной дипольной антенны для подключения к электро-тактильному устройству с размещением языка (TED) для помощи слепым людям в передаче информации и навигации. Эта антенна предназначена для установления беспроводной связи между устройством TED и матрицей электродов.Конструкция антенны спереди и сзади показана на a – d. Базука Балун используется для уменьшения влияния кабеля на небольшую антенну [29].

( a ) Конструкция антенны спереди и ( b ) сзади; ( c ) изготовленная антенна спереди; ( d ) сзади и [30].

Идея системы TED, которая была позже разработана в [30], представляет собой развитие системы Пола Баха-И-Риты в крошечную беспроводную систему. Визуальная информация со всех видеовходов отображается на тактильном дисплее.

Конструкция этой системы, показанная на, основана на трех основных частях; солнцезащитные очки с детективной камерой объектов, электро тактильным устройством языка (TED) и хост-компьютером. Устройство содержит антенну для поддержки беспроводной связи в системе, матрицу электродов для помощи слепому зондированию через язык, центральный блок обработки (ЦП), блок беспроводной передачи, блок управления электродами и аккумулятор. Матрица из 33 электродов, которые распределены на 8 импульсов, будет заменена на язык слепого человека, как показано на рисунке, а остальные компоненты будут объединены в схему.Каждый импульс соответствует определенному направлению.

Электро-тактильная система с размещением на языке и солнцезащитными очками несет камеру обнаружения объектов [28] ( a ) солнцезащитные очки с детективной камерой объектов; ( b ) язычок электро тактильный прибор.

( а ) Матрица электрода; ( b ) Различные восемь направлений для матрицы электродов [30].

Сигналы изображения, которые отправляются с камеры на матрицу электродов, сначала принимаются главным компьютером, а затем они передаются в виде интерпретируемой информации.Следовательно, эта преобразованная информация будет принята блоком беспроводной передачи устройства TED, как показано на. Затем сигнал изображения будет преобразован в кодированный сигнал центральным блоком обработки; который впоследствии будет преобразован в управляемый сигнал блоком управления электродом. В конце концов, контролируемый сигнал будет отправлен на электроды.

Общий дизайн системы [30].

Хотя это устройство соответствует своей цели и показывает эффективные характеристики, результаты показывают, что антенна не является полностью всенаправленной.Это указывает на то, что система не оптимизирована и требует дальнейших испытаний. Кроме того, устройство было протестировано на нескольких слепых. Результаты показывают, что пользователь не реагирует на некоторые импульсы, например, на импульс номер 7. Это указывает на то, что система не отправляет импульс в эту конкретную точку.

CASBlip

Носимая система помощи слепым людям (CASBlip) была предложена в [31]. Целью этой конструкции является обеспечение обнаружения объектов, ориентации и навигации как частично, так и полностью слепым людям.Эта система состоит из двух важных модулей: сенсорного модуля и акустического модуля. Модуль датчика содержит пару очков, которые включают в себя датчики изображения 1X64 3D CMOS и лазерные лучи для обнаружения объектов, как показано на. Кроме того, он имеет функцию, реализованную с использованием программируемой вентильной матрицы (FPGA), которая управляет отражением лазерных световых лучей после его столкновения с объектом корпуса на линзы камеры, вычисляет расстояние, получает данные и управляет программное обеспечение.Другая функция FPGA была реализована в акустическом модуле, чтобы обрабатывать информацию об окружающей среде для определения местоположения объекта и преобразовывать эту информацию в звуки, которые будут приниматься стереофоническими наушниками.

Конструкция сенсорного модуля [31].

Разработанная акустическая система в [31] позволяет пользователю выбирать маршрут и путь после обнаружения присутствия объекта и пользователя. Однако небольшая дальность действия этого устройства может стать причиной серьезного происшествия. Система была протестирована на двух разных группах слепых.Однако результаты экспериментов на открытом воздухе были не такими хорошими, как результаты экспериментов в помещении. Это было из-за внешнего шума. Одна из рекомендаций по дальнейшему развитию этой системы — использовать стереозрение или добавить больше датчиков для улучшения получения изображения.

RFIWS

Трость с радиочастотной идентификацией (RFIWS) была разработана в [32], чтобы помочь слепым людям перемещаться по тротуару. Эта система помогает определить и рассчитать приблизительное расстояние между границей тротуара и слепым человеком.Радиочастотная идентификация (RFID) используется для передачи и приема информации через радиоволны [33]. RFID-метка, считыватель и середина являются основными компонентами технологии RFID.

Ряд RFID-меток размещается посередине тротуара с учетом равного и определенного расстояния между собой и считывателем RFID. RFID будет подключен к флешке для обнаружения и обработки полученных сигналов. Будут издаваться звуки и вибрации, чтобы уведомить пользователя о расстоянии между границей тротуара и им самим.По мере приближения пользователя к границе будут издаваться более громкие звуки. показывает расстояние обнаружения частоты (Y) и ширину тротуара (X). Каждую метку нужно тестировать отдельно из-за разных диапазонов обнаружения.

Дальность обнаружения частоты на тротуаре [32].

Технология RFID обеспечивает идеальную функцию считывания меток и считывателей, что делает устройство надежным с точки зрения обнаружения. Однако для каждого тега нужен определенный диапазон, который требует большого количества индивидуальных тестов, что приводит к ограничению объема.Кроме того, систему можно легко остановить в случае обертывания или закрытия тегов, что предотвращает прием радиоволн этими тегами.

Недорогая наружная вспомогательная навигационная система (LowCost Nav)

Навигатор с трехмерной звуковой системой был разработан в [34] для помощи слепым людям в навигации. Устройство представляет собой пакет на поясе пользователя с Raspberry Pi, GPS-приемником и тремя основными кнопками для запуска системы, как показано на.

Прототип предлагаемого устройства [34].

Пользователь может выбрать комфортный звук из записанного списка, чтобы получать шаги навигации в звуковом формате. Итак, устройство снабжено голосовыми подсказками и функцией распознавания речи для лучших возможностей. Система рассчитывает расстояние между пользователем и объектом с помощью гироскопа и магнитного компаса. Кроме того, Raspberry Pi контролирует процесс навигации. Для построения пешеходных маршрутов использовались модули Mo Nav и Geo-Coder-US. Итак, система работает следующим образом: пользователь может просто использовать микрофон, чтобы указать желаемый адрес, или использовать одну из трех предоставленных кнопок, если адрес уже сохранен в системе.Пользователь может нажать кнопку «вверх», чтобы выбрать сохраненный адрес, например, домашний, или ввести новый адрес, нажав кнопку «вниз», и начать запись нового адреса. Средняя кнопка будет выбрана для продолжения после того, как устройство убедится, что выбранный адрес является правильным адресом.

Система состоит из пяти основных модулей: загрузчик — это контроллер системы, инициализатор, который проверяет наличие необходимых данных и библиотек, пользовательский интерфейс, который получает желаемый адрес от пользователя, запрос адреса, который преобразует введенный адрес в географические координаты, запрос маршрута получает текущее местоположение пользователя от GPS и пересечение маршрута, которое дает звуковые инструкции пользователю, чтобы добраться до пункта назначения.

Это устройство показывает хорошие характеристики в жилых районах, как показано на рис. Это также экономически дешево для людей с низким доходом. Кроме того, устройство легкое и удобное в переноске. Однако устройство показывает низкую производительность в жилых районах, где есть высокие здания, из-за низкой точности используемого приемника GPS, как показано на b.

( а ) Результаты ориентации устройства в жилой зоне; ( b ) Результаты ориентации устройства в гражданском [34].

ELC

Предлагаемая электронная длинная трость (ELC) основана на технологии тактильных ощущений, которая была представлена ​​A.R. Гарсия и др. для помощи слепым людям в передвижении [35]. ELC — это развитие традиционной трости, обеспечивающее точное обнаружение объектов вокруг пользователя. Показанная небольшая рукоятка трости состоит из встроенной электронной схемы, которая включает в себя ультразвуковой датчик для процесса обнаружения, микромоторный привод в качестве интерфейса обратной связи и батарею на 9 В в качестве источника питания.Этот захват способен обнаруживать препятствия выше талии слепого человека. Тактильная обратная связь посредством вибрации будет предупреждением о приближении препятствия. Частота обратной связи будет увеличиваться по мере приближения слепого к препятствию. показывает, как ELC может помочь слепым людям обнаружить препятствие выше его талии, что считается одной из причин серьезной травмы для слабовидящих или полностью слепых.

Прототип рукоятки [35].

Предлагаемое устройство повышенной пространственной чувствительности [35].

ELC были протестированы на восьми добровольно слепых. Физические препятствия, информационные препятствия, культурные препятствия являются основными тестируемыми категориями для классификации препятствий. Результаты были классифицированы на основе опроса слепых, которые использовали устройство. Результаты показали эффективность устройства по обнаружению физических препятствий выше уровня талии слепого человека. Однако устройство помогает слепому только обнаруживать препятствия, но не помогает ориентироваться.Таким образом, слепому человеку все еще нужно самому определять свой путь и полагаться на традиционную трость для навигации, как показано на.

Система когнитивного наведения (система CG)

Landa et al. предложили систему наведения для слепых через структурированную среду [36]. Эта конструкция использует датчик Kinect и стереоскопическое зрение для расчета расстояния между пользователем и препятствием с помощью нечетких правил принятия решений типа Мандани и точки схода, чтобы направлять пользователя по пути.

Предлагаемая система состоит из двух видеокамер (ПЗС Sony 1/3 дюйма с прогрессивной разверткой) и одного портативного компьютера. Анализ дальности обнаружения превышает 4 м; который был получен с помощью стереоскопии и Kinect для сжатия облака трехмерных точек в диапазоне от 40 см до 4 м для вычисления точки схода. Точка схода используется в этой системе как виртуальный компас, чтобы направлять слепого человека через структурированную среду. Затем применяются нечеткие правила принятия решений, чтобы избежать препятствий.

На первом этапе система сканирует самолеты в диапазоне от 1 до 1.5 м и 4 м. Для лучшей производительности система обрабатывает 25 кадров в секунду. Затем для обнаружения краев используется фильтр Кэнни. После определения краев результат используется для вычисления точки схода. Затем устройство получает трехмерную евклидову ориентацию от сенсора Kinect, которая проецируется на двухмерное изображение. Это дает направление к цели.

В этой работе реализовано 49 нечетких правил, охватывающих всего 80 конфигураций. Более того, точка схода может быть вычислена только на основе существующих линий, которые редко встречаются на открытом воздухе.Это подчеркивает, что система недоступна для использования на открытом воздухе. Возможности восприятия системы также должны быть увеличены для обнаружения пространственных ориентиров.

Ультразвуковая трость как средство навигации (UltraCane)

Развитие лазерной трости C-5 [37], Кришна Кумар и др. применил трость на ультразвуковой основе, чтобы помочь слепым [38]. Целью этой работы является замена лазера ультразвуковыми датчиками, чтобы избежать опасности лазерного излучения. Эта трость способна обнаруживать наземные и воздушные препятствия.

Прототип этого устройства, показанный на a, основан на легкой трости, трех ультразвуковых приемопередатчиках, модуле приемопередатчика X-bee-S1, двух микроконтроллерах Arduino UNO, трех светодиодных панелях и звуковом сигнале pizeo. Целью трех ультразвуковых датчиков является обнаружение наземных и воздушных препятствий в диапазоне от 5 до 150 см. б показывает процесс обнаружения объекта на определенном расстоянии. Как только ультразвуковая волна обнаружена, генерируется управляющий сигнал, который запускает эхо-вывод микроконтроллера.Микроконтроллер записывает ширину времени, длительность высоты каждого вывода и преобразует его в расстояние. Управляющий сигнал будет передаваться X-bee по беспроводной сети на приемное устройство, которое будет носить на плечах. Будет воспроизводиться зуммер, чтобы предупредить пользователя о приближении препятствия (высокая тревога, нормальная тревога, низкая тревога и отсутствие тревоги).

( а ) Прототип устройства; ( b ) Процесс обнаружения препятствия от 5 см до 150 см [38].

Авторы утверждали, что это устройство может быть навигационным помощником слепым. Однако результаты показали, что это только детектор объектов в небольшом диапазоне. Кроме того, в этой методике не предусмотрено обнаружение динамического объекта, что может привести к аварии. Чтобы улучшить эту работу, пользователю должны предоставляться телеинструкции для помощи в навигации, а также интеграция GPS, которая необходима для определения местоположения пользователя.

Избегание препятствий с использованием автоадаптивного порогового значения (Obs Avoid using Thresholding)

Система предотвращения препятствий с использованием камеры глубины Kinect для слепых была представлена ​​Мухамадом и Видьяваном [39].Прототип предлагаемой системы представлен на рис. Автоадаптивное пороговое значение используется для обнаружения и расчета расстояния между препятствием и пользователем. Ноутбук с USB-концентратором, наушником и камерой глубины Microsoft Kinect являются основными компонентами системы.

(а ) Опытный образец предлагаемой системы; ( b ) вычисление порогового значения и расстояния до ближайшего объекта [39].

Необработанные данные (информация о глубине каждого пикселя) передаются в систему с помощью Kinect.Для повышения эффективности диапазон глубины от 800 мм до более 4000 мм будет обнулен. Затем изображение глубины будет разделено на три области (левую, среднюю и правую). Автоадаптивный порог генерирует оптимальное пороговое значение для каждой области. В каждой области 2 × 2 пикселя будет использоваться 1 пиксель. Затем эта группа данных будет классифицирована и преобразована в гистограмму глубины. Функция контрастности вычислит локальный максимум для каждой глубины, как показано на b.Для определения максимального пикового порогового значения будет применяться метод Оцу [40]. Затем функция среднего значения определит объект туалета для каждой области впоследствии. Если расстояние до препятствия составляет 1500 мм, через наушники будут подаваться звуковые сигналы. Когда он достигает 1000 мм, слепому человеку дается голосовая рекомендация, поэтому он / она выбирает левый, средний или правый путь. Низкая точность Kinect в закрытом диапазоне может снизить производительность системы. Кроме того, результаты показывают, что автоадаптивный порог не может различать объекты по мере увеличения расстояния между пользователем и препятствием.

Избегание препятствий с помощью тактильной чувствительности и лазерного дальномера (Obs Избегайте использования тактильной чувствительности и лазера)

Использование лазера в качестве виртуальной белой трости для помощи слепым людям было предложено Daniel et al. [41]. Окружающая среда сканируется лазерным дальномером, и обратная связь отправляется пользователю через тактильный интерфейс. Пользователь сможет почувствовать препятствие на расстоянии нескольких метров без физического контакта. Длину виртуальной трости может выбрать пользователь, но она по-прежнему ограничена.Ноутбук типа MSI с процессором Intel Core i7-740 QM, лазерный дальномер типа SICK, графическая карта NVIDIA GTX460M и тактильный дисплей Novint Falcone являются основными компонентами предлагаемых систем, построенных на электронной инвалидной коляске. В разработанном программном обеспечении используется платформа с открытым исходным кодом h4DAPI [42].

Инвалидное кресло будет управляться Joystic правой рукой, а восприятие окружающей среды будет контролироваться Falcon (тактильный интерфейс) другой рукой, как показано на.Когда пользователь запускает систему, дальномер начинает сканирование окружающей среды перед креслом. Затем он рассчитает расстояние между пользователем и объектом с помощью лазерных лучей. Информация о расстоянии будет передана на ноутбук для создания трехмерного графика с помощью карты NIVIDA, а затем передана на тактильное устройство.

Показать предлагаемую систему, установленную на специальной электронной инвалидной коляске [41].

Результаты показали, что точное местоположение препятствий и углов было трудно определить из-за неправильного понимания масштабного коэффициента между реальным и модельным миром пользователем тактильного захвата.

Система компьютерного зрения, обеспечивающая автономную навигацию (ComVis Sys)

Система обнаружения препятствий в реальном времени была представлена ​​в [43] для предупреждения слепых людей и помощи им в их мобильности в помещении и на улице. Это приложение работает на смартфоне, который крепится на груди слепого. Кроме того, эта статья фокусируется на методе обнаружения и классификации статических и динамических объектов, который был введен в [44].

Используя метод обнаружения, описанный в [44], команда смогла обнаружить как статические, так и динамические объекты в видеопотоке.Интересующие точки, то есть пиксели, расположенные в центре ячейки изображения, выбираются на основе сетки изображения. Затем многомасштабный алгоритм Лукаса-Канаде отслеживает эти выбранные точки. После этого они применили алгоритм RANSAC к этим точкам в скрытом режиме, чтобы обнаружить фоновое движение. Количество кластеров создается для последующего объединения контуров. Расстояние между объектом и видеокамерой определяет состояние объекта как нормальное или срочное.

В качестве алгоритма распознавания использовался адаптированный дескриптор HOG (гистограмма ориентированных градиентов), интегрированный с фреймворком BoVW (мешок визуальных слов).Однако размеры изображений можно изменять в зависимости от типа объекта, выбранного командой. Затем они вычислили дескриптор по извлеченным интересующим точкам каждой группы изображений, а затем создали кластеры, которые содержат извлеченные особенности всех изображений. После этого они применили BoVW для создания кодовой книги для всех кластеров (K): W = {w1, w2,… .., wk}. Каждое w — визуальное слово, обозначающее словарь системы. Рабочий процесс показан на.

Процесс обнаружения и алгоритм распознавания [43].

Теперь каждое изображение делится на блоки, которые создаются HOG, а затем включаются в набор обучающих данных и сопоставляются с соответствующим визуальным словом. В конце концов, они использовали классификатор SVM для обучения. Таким образом, все помеченные данные передаются классификатору для дифференциации по определенным категориям.

Внедрение системы в смартфон считается большим подспорьем для слепых, поскольку сегодня смартфоны легкие и удобные в переноске. Кроме того, использование дескриптора HOG для извлечения характеристики каждого набора изображений делает процесс распознавания эффективным, поскольку система не только обнаруживает объект, но и распознает его на основе его типа с использованием кластеров.

Однако фиксированные размеры изображения, зависящие от категории, могут затруднить обнаружение одного и того же объекта с другим размером. Объекты в темных местах и ​​объекты с высокой динамикой не могут быть обнаружены. Видео со смартфона тоже зашумлено. Кроме того, тестируемый набор данных из 4500 изображений со словарем из 4000 слов рассматривается как небольшой набор данных. Система протестирована и может работать только на Samsung S4.

Кремниевые глаза (Sili Eyes)

Путем адаптации координатора GSM и GPS, Prudhvi et al.представил вспомогательный навигатор для слепых в [45]. Это помогает пользователям определять их текущее местоположение и, следовательно, перемещаться по ним с помощью тактильной обратной связи. Кроме того, пользователь может получить информацию о времени, дате и даже цвете объектов перед ним в аудиоформате. Предлагаемое устройство прикреплено к силиконовой перчатке, чтобы его можно было носить, как показано на.

Предлагаемая система крепится на силиконовой перчатке [45].

Прототип предлагаемого устройства основан на микроконтроллере, который представляет собой 32-битный Cortex-M3 для управления всей системой, 24-битный датчик цвета для распознавания цветов объектов, датчик света / температуры и SONAR для обнаружения расстояние между объектом и пользователем.

Система поддерживает сенсорную клавиатуру, использующую технику Брайля для ввода любой информации. После того, как пользователь выберет желаемый пункт назначения, он / она будет направлен с помощью акселерометра MEMS и магнитометра по дороге. Инструкции будут отправлены через гарнитуру, подключенную к устройству через декодер MP3. SONAR уведомит пользователя об обнаруженном расстоянии между пользователем и препятствием в туалете. В случае возникновения чрезвычайной ситуации текущее местоположение отключенного пользователя будет отправлено по SMS тому, чей номер телефона предоставлен пользователем с использованием обеих технологий GSM и GPS.

Дизайн системы достаточно удобный, так как ее можно носить. Кроме того, функции, которые предоставляются пользователю, могут дать ему больше смысла в окружающей среде. Однако системе нужен трекер мощности, чтобы отслеживать заряд батареи. Экстренная помощь не является мощной, так как пользователю необходимо нажать кнопку в случае возникновения чрезвычайной ситуации, и он / она должны ввести номера телефонов своих родственников, что может быть ограничивающим фактором. Было бы лучше, если бы аварийная функция была предоставлена ​​с помощью звуковых сообщений.

Ремень с обратной связью по траектории (ремень PF)

Оливейра представил концепцию ремня с обратной связью по траектории, чтобы помочь слепым людям перемещаться по дороге на улице [46]. показаны три основных компонента конструкции ремня с силовой обратной связью; это: основной блок (процесс) с двумя сдвоенными видеокамерами, блок питания, который упакован в карман, и пояс, который можно носить на талии пользователя. Ремень имеет ряд ячеек, по которым пользователь получает обратную связь. Блок обработки использует две видеокамеры для захвата видеопотока, а затем генерирует трехмерную модель окружающей пользователя области, как показано на.

Прототип конструкции ремня с силовой обратной связью по траектории [46].

Процесс обнаружения ремня с силовой обратной связью [46].

Поскольку окружающая среда пользователя отслеживается блоком обработки в 3D-модели, извлекаются основные характеристики окружающей среды, такие как границы или стены бокового прохода. Кроме того, он поможет слепому в мобильности, посылая сигналы на основе извлеченного признака в соответствующие ячейки ремня с силовой обратной связью. Соответствующие ячейки будут вибрировать вокруг ремня и указывать пользователю правильный путь.Система спроектирована таким образом, что каждая функция имеет свою собственную сигнатуру использования шаблона вибрации. Таким образом, каждая частота вибрации отличает конкретный объект или препятствие, например, границу тротуара, отмеченную синим цветом. Однако пользователь должен быть обучен различать значение каждой или нескольких частот.

Использование 3D-модели в скользящем объеме с непрерывным обновлением в этой системе обеспечивает лучший и более быстрый процесс извлечения элементов, особенно над зданиями и другими важными и важными объектами.В то же время это может снизить потребление основной памяти. В противном случае распознавание столкновений сработает в случае, если система была отключена для захвата объекта, такого как пол.

Дальность обнаружения для этой конструкции слишком мала, поскольку система извлекает особенности только самых близких объектов, как описано в документе. Слепому человеку необходимо хорошо знать окружающую среду, чтобы правильно отреагировать. Кроме того, использование шаблонов вибрации в качестве обратной связи вместо аудиоформата не является отличным решением, поскольку со временем человек может потерять чувство различения такой техники; особенно потому, что пользователю необходимо знать о множестве вибраций.

Устройство для считывания пальцев и кольцо для глаз

Решение для поддержки чтения для слепых людей под названием FingerReader было представлено Шилкротом и соавт. для помощи инвалидам в чтении печатных текстов в режиме реального времени [47]. Это носимое устройство на указательном пальце для сканирования крупным планом. Таким образом, устройство сканирует печатный текст по одной строке за раз, затем ответ приходит в тактильном формате обратной связи и в аудиоформате. FingerReader — это непрерывная работа с EyeRing, которая была представлена ​​в [48], для однократного обнаружения определенного объекта путем наведения на него и последующего сканирования этого объекта с помощью камеры на верхней части кольца, как показано на рис.

( a ) Прототип EyeRing; ( b ) Процесс устройства обнаружения и взаимодействия EyeRing [48].

В этой конструкции два вибромотора с дополнительной мультимодальной обратной связью, корпус из двух материалов для большего комфорта вокруг пальца и видеопоток высокого разрешения являются расширением устройства FingerReader, как показано на. Тактильная обратная связь была предоставлена, чтобы направить пользователя к тому месту, где он / она должен переместить камеру.

Прототип FingerReader [47].

Команда использовала алгоритм извлечения текста, интегрированный с Flite Text-To-Speech [49] и «ORC» [50]. Предлагаемый алгоритм извлекает печатный текст через камеру крупного плана. Затем он сопоставляет обрезанные кривые с линиями. Дублированные слова не будут учитываться двухмерной гистограммой. После этого алгоритм определит слова из символов и отправит их в ORC. Эти обнаруженные слова будут сохранены в шаблоне, пока пользователь продолжит сканирование. Следовательно, эти слова будут отслеживаться алгоритмом для любого совпадения.Пользователь будет получать звуковую и тактильную обратную связь всякий раз, когда он / она отклоняется от текущей строки. Кроме того, пользователь будет получать сигналы через тактильную обратную связь, чтобы проинформировать его / его о конце строки, если система не обнаружила больше печатных текстовых блоков. показывает процесс извлечения и обнаружения системы.

Процесс извлечения и обнаружения печатаемой текстовой строки [47].

Устройство было протестировано на четырех пользователях после индивидуального обучения продолжительностью 1 час.Отзывы пользователей показали, что тактильная обратная связь была более эффективной, чем звуковой ответ относительно указаний. Кроме того, между каждым словом была длинная пауза, которая сбивала с толку пользователя относительно того, что ему делать после. Однако идея системы — отличное вспомогательное средство чтения для слепых.

Помощь в навигации с использованием датчика RGB-D с расширением диапазона (Nav RGB-D)

Вспомогательный навигатор, объединяющий дальность и визуальную информацию, был представлен А.Aladren et al. чтобы помочь слепым людям ориентироваться в закрытых помещениях [51]. Предлагаемое устройство может быть больше, чем навигатором для слепых; это может быть световая вспышка для любого в темных местах. Это устройство состоит из двух частей: одна представляет собой RGB-D для получения информации о цвете и диапазоне между двумя датчиками с использованием как инфракрасной технологии, так и изображений плотности. Устройство надевается на шею пользователя, как показано на рисунке, и связано с портативным компьютером, упакованным в сумку.

Предлагаемое устройство [51].

В этой работе делается попытка преодолеть ограничение информации о дальности, используя методы компьютерного зрения для дальнейшего обнаружения. После захвата изображения с помощью RGB-D в этой потоковой работе будут выполняться три этапа. Трехмерная точка использовалась для извлечения основных характеристик и фильтрации всех точек, представленных в каждом кубе снятого изображения, до одной точки. RANdom Sample Consensus (RANSA) — это алгоритм обнаружения, который используется, чтобы избежать каких-либо планировщиков следующим образом:

m = log (1 − P) (1− (1 − ε) p)

(2)

В уравнении 2 количество решений в пространстве составляет м , а размер модели p , вероятность успеха вычислений составляет P , а процент планировщиков равен ε в случае неудачи.Эти два шага будут повторяться в уединении до тех пор, пока они не наберут наименьшее количество баллов. Как только система достигнет этапа классификации объекта либо пола, либо препятствия; затем метод визуальной информации начинает анализировать извлеченные точки облачности на основе характеристик света, геометрии и оттенка, используя алгоритм среднего сдвига, как показано на. На основе сравнения каждого извлеченного пикселя на соответствие вышеуказанным принципам они будут отнесены к категории «начальный уровень».

Процесс извлечения и расширения диапазона обнаружения текста [51].

Затем они применили как вероятностное преобразование линии Хафа, так и детектор краев Кэнни [52] для создания линии доски между препятствиями и этажами, которые будут представлены в виде многоугольников. Следовательно, на основе разделения этажей каждый регион будет идентифицирован как этаж или нет. Когда количество выделенных линий в сравнении слишком мало или слишком велико, потребуется сегментация водораздела.

Система показывает положительные характеристики в небольших местах за счет интеграции как вероятностного преобразования линии Хафа, так и детектора края Кэнни для классификации объекта как препятствия или пола. Однако система не даст хороших результатов, если в этом месте есть несколько окон из-за чувствительности инфракрасного излучения к солнечному свету.

Mobile Crowd Assisted Navigation для слабовидящих (Mobile Crowd Ass Nav)

Веб-приложение над движком Google для смартфонов под названием Mobile Crowd Assisted Navigation было разработано в [53] для навигации людей с ослабленным зрением между двумя точками онлайн.Цель этой структуры — предложить пользователю доступные, эффективные и гибкие крауд-сервисы для людей с ослабленным зрением. На борту используются GPS, компас, акселерометр и камера. Смартфон передает видео и сенсорную информацию на сервер толпы, который будет использоваться волонтерами.

Отзывы добровольцев собираются программой Crowd, а затем система отправляет окончательное решение слепому пользователю через аудиоформат, вибрацию или и то, и другое. Видео, записанное пользователем с ослабленным зрением, будет называться комнатой, а затем каждый отзыв добровольца будет взвешиваться на основе точности информации.Причина этого процесса агрегирования, который показан на рисунке, заключается в том, чтобы устранить конфликт полученной информации об одном и том же запросе, если есть более одного добровольца или если он исходит от машины алгоритмов машинного зрения, как показано на.

Реализованное приложение [53].

Поток данных предлагаемого приложения [53].

Было протестировано два эксперимента, чтобы направить пользователя из одной комнаты в другую с использованием предложенного веб-приложения, простого агрегирования сумм и подхода лидера легиона, причем каждый из них одновременно.Другой эксперимент был проведен на восьми участниках вслепую, преодолевших препятствия, с использованием метода простого суммирования.

Каркас можно рассматривать как экономичное решение для слабовидящих людей. Однако сама система нуждается в расширенных экспериментах и ​​оценке с учетом задержки и альтернативного времени процесса агрегации, поскольку эти факторы играют основные роли в системе. Авторам необходимо проверить объемы данных, которые могут быть получены и агрегированы, и как лучше всего передать эту информацию слабовидящим людям.

Конструкция костыля с направляющими для слепых на основе мультисенсоров (MSensors на базе костылей DBG)

На основе подхода ультразвукового измерения расстояния в [54] была предложена система наведения для слепых людей. Цель этой системы — помочь слепым людям обнаруживать и избегать препятствий впереди, слева и справа от пользователя, как показано на.

Предлагаемый костыль с отображаемой дальностью обнаружения [54].

отображает замену трех ультразвуковых датчиков на трости.Эти датчики предназначены для сбора информации о расстоянии с разных диапазонов; верхний датчик используется для обнаружения препятствия над головой, а два других используются для обнаружения передних препятствий. Кроме того, в этой системе используются ультразвуковые передающие и принимающие модули, модули голоса и вибрации, а также ключ для переключения между модулями обратной связи. Вся система управляется микроконтроллером STC15F2K60S2.

Замена трех ультразвуковых датчиков на трости [54].

Микроконтроллер STC15F2K60S2 управляет сигналами между ультразвуковыми модулями передачи и приема. Пройденное время необходимо записывать отдельно, например time1, time2 и time3, по мере того, как излучается ультразвуковой сигнал и обнаруживаются эхо-сигналы. Если счетчик времени больше установленного порога, значит, в этой области нет никаких препятствий. Основываясь на обнаруженном расстоянии от препятствия и датчика, «алгоритм принятия решения о тревоге» выдает предупреждающее сообщение либо в виде звука, либо из-за вибрации.

Система успешно обнаружила препятствие в четырех направлениях: спереди, слева спереди, справа спереди и сверху с помощью трех датчиков. Однако дальность обнаружения мала, максимальная дальность составляет 2 м. Кроме того, систему можно рассматривать как систему предотвращения препятствий, но не как систему навигации, как утверждается. Обратная связь этой системы состоит только из предупреждающих сообщений о местонахождении препятствия, и не было никаких указаний двигаться вперед.

Ультразвуковая вспомогательная гарнитура для слабовидящих (Ultra Ass Headset)

Вспомогательная гарнитура была предложена в [55] для навигации людей с ослабленным зрением на основе технологии ультразвукового измерения расстояния.иллюстрирует конструкцию ультразвуковой гарнитуры, которая содержит четыре ультразвуковых датчика; два датчика покрывают каждую мембрану для обнаружения левых и правых препятствий. DYP-ME007 — это выбранный тип ультразвукового датчика для измерения расстояния. Хранилище записи ISD2590 используется для записи рекомендуемых направлений. Всего записано шесть сообщений, выбранная информация основана на пересечении двух ультразвуковых датчиков при наличии препятствия.

Конструкция ультразвуковой гарнитуры [55].

Функция этой системы заключается в следующем: каждый датчик имеет идентификатор, который отображается в виде двоичного кода. Как только датчик получает отражение ультразвуковой волны, на микроконтроллер будет отправлено значение «1», в противном случае будет отправлено «0». Используя двоичный код, микроконтроллер может определить, какой датчик является приемником. Исходя из этого, пользователю будет воспроизведена звуковая обратная связь. показан законченный дизайн предлагаемой системы.

( a , b ) Показать предлагаемую ультразвуковую гарнитуру с иллюстрацией схемы и солнечных батарей [55].

Система является хорошим энергосберегающим решением. Однако система ограничена в направлениях, которые она предоставляет пользователю. Шести направлений недостаточно, чтобы направлять пользователя в помещении и на улице. Кроме того, гарнитура скрывает внешний шум, на который слепые люди полагаются при принятии решения в случае отказа системы.

Мобильное устройство для слепых с улучшенным вертикальным разрешением с использованием датчиков динамического зрения (MobiDevice Improved VerticleResolion)

В [56] были развернуты два динамических датчика зрения (DVS) на основе сетчатки глаза для улучшения мобильности людей с ослабленным зрением. люди.иллюстрирует предлагаемое устройство для установки на голову пользователя. Целью данной работы является представление информации об окружающей среде в виде звукового ландшафта из смоделированного трехмерного звука, например формата MP3 [57].

Предлагаемая система для установки на головку [56].

Эти датчики работают аналогично сетчатке человека [58,59]. Таким образом, в отличие от обычных камер, которые основаны на фиксированной частоте кадров, DVS создает асинхронные события каждый раз, когда обнаруживает изменение яркости, превышающее заранее определенный порог.Однако движение DVS может генерировать события на краях объектов или при любых измененных резких текстурах. В результате требуется накопление временного интервала, чтобы сформировать визуальный фрейм, как это показано на.

Проиллюстрировано накопление интервала времени для формирования визуального кадра и всей системы (расстояние до события выделено по цвету) [56].

Как показано на, цвета на выходе извлечения глубины изображения представлены на основе расстояния до события.Сцена разделена на три горизонтальные области на основе вертикальной привязки этого вида. Будет выбрано среднее событие. Затем событие будет отображено на смоделированном трехмерном звуке. Это, в свою очередь, будет переведено в аудиоформат для пользователя, использующего гарнитуру. Акустический домен использовался для передачи визуальной информации. Расстояние до объекта можно рассчитать с помощью стереофонической информации устройства DVS.

Система была протестирована на двух разных группах для оценки трех условий, а именно: вертикальное положение (вверх, вниз), локализация объекта и горизонтальное положение (слева, справа).Разработанные передаточные функции головы и предложение области фокусировки были использованы для содействия разрешению.

Несмотря на то, что из-за отсутствия информации, предоставленной авторами, невозможно оценить характеристики уклонения от объекта, конструкция устройства удобная и легкая. Система обеспечивает решение по энергопотреблению за счет использования компонентов с меньшим потреблением энергии.

Когда ультразвуковые датчики и компьютерное зрение объединяют усилия для эффективного обнаружения и распознавания препятствий (ультразвуковой для ObstDetectRec)

Носимое устройство было представлено в [60] для поддержки передвижения людей с ослабленным зрением по гражданской среде с использованием датчиков и методы компьютерного зрения.иллюстрирует основные компоненты аппаратной архитектуры, при этом четыре ультразвуковых датчика и мобильная видеокамера являются источниками данных, а смартфон — блоком обработки. Устройство могло идентифицировать как статические, так и динамические объекты внутри и снаружи помещений независимо от их персонажей, используя методы машинного обучения и компьютерного зрения. Следовательно, устройство предоставляет непрерывную информацию об окружающей местности посредством звуковой обратной связи и отслеживает нераспознанные объекты.

Прототип предлагаемой системы [60].

показывает процесс системы, в которой использовались два важных модуля; модули обнаружения и распознавания препятствий. Модуль обнаружения препятствий зависит от информации, собранной как с ультразвуковых датчиков, так и с камеры смартфона, которая будет передана в модуль распознавания для классификации существующих объектов сцены. Кроме того, звуковая обратная связь будет генерироваться на основе положения и расстояния до объекта по сравнению с положением пользователя.

Процесс работы предлагаемой навигационной системы [60].

Интеграция предложенного фильтра для заинтересованных точек и трекера точек (Lucas-Kanade) сократила время исключения, так как это требует меньше ресурсов. Следовательно, RANSAC использовался для получения гомографического преобразования между двумя кадрами одной и той же сцены. Затем алгоритм кластеризации K-среднего был применен для идентификации различных динамических объектов. Обнаруженные объекты были классифицированы как срочные и обычные.Срочные объекты — это те, расстояние от которых до пользователя менее 2 м. Кроме того, срочные объекты — это объекты, которые приближаются к пользователю, в противном случае они являются обычными объектами. В качестве последнего шага классификатор SVM был интегрирован с ядром CHI Square Kernel для обучения классификации. Две тысячи пятьсот изображений были назначены для каждого класса (четыре динамических класса для занятий на открытом воздухе) на этапе обучения, что считается небольшим числом для точной классификации.

Систему можно рассматривать как решение по энергопотреблению.Кроме того, интеграция как сети датчиков, так и методов компьютерного зрения подтверждает надежность и надежность модулей обнаружения и распознавания препятствий. Однако систему протестировали 21 человек с нарушениями зрения. Поскольку пользователи больше знакомы с белой тростью, их отзывы заключались в том, что устройство недостаточно надежно и его необходимо сочетать с белой тростью. Кроме того, система не предоставляет никакой навигационной информации и не обнаруживает препятствия выше уровня талии.

САХАРНАЯ система

Сахарная система, предложенная в [61], предоставляет людям с ослабленным зрением руководство в помещении. Он предоставляет точную информацию о местоположении с использованием сверхширокополосной технологии (UWB). Системе требуются СШП-датчики, пространственная база данных окружающей среды, сервер для обработки собранных данных, соединение Wi-Fi для передачи данных и смартфон (переносимый пользователем) для связи с человеком с ослабленным зрением через звуковую обратную связь.СШП имеет точность до 15 см с доверительным интервалом 95%. Технология UWB обеспечивает надежность, поскольку не требует прямой видимости между тегами и датчиками. Он использует СШП сигналы для определения местоположения и ориентации человека. В системе также есть пространственная база данных окружающей среды. Эта пространственная база данных представляет собой карту среды, в которой перемещается человек.

Другие системы, использующие RIFD или NFC, требуют развертывания ряда устройств для достижения такой же точности, как SUGAR.Установка устройств в ключевых местах — тоже дорогостоящий процесс. Дальность действия СШП-датчиков составляет от 50 до 60 м, что делает их идеальными для использования в зданиях с большими помещениями. В помещении с длиной стороны 100 м требуется всего четыре СШП-датчика, в то время как для достижения такой же точности с помощью RFID или NFC потребуется развертывание датчиков каждые 80 см. показывает, что для системы необходимы физические компоненты.

Установка системы в помещении [61].

Мы можем вывести рабочий процесс системы из предложенной архитектуры, которая показана на.Он начинается с того, что СШП-датчики постоянно отслеживают человека с помощью тега, который несет пользователь, что позволяет системе построить декартову координату. Компас смартфона также обеспечит ориентацию человека. На основе собранных данных местоположение пользователя отображается на графике. Как только человек выбирает пункт назначения, модуль планировщика маршрута выбирает лучший маршрут. Когда человек перемещается по комнате, навигационный модуль сравнивает его местоположение и траекторию с ранее рассчитанным маршрутом.Смартфон получает команды через соединение Wi-Fi и воспроизводит их через наушники человеку.

Предлагаемая архитектура [61].

Четыре технологии, которые могут изменить лечение слепоты

Во всем мире 36 миллионов человек имеют полную потерю зрения 1 . Они не могут видеть формы или даже источники света. Для большинства из этих людей слепота проистекает из поддающихся лечению проблем, таких как катаракта, — они просто не имеют доступа к надлежащей медицинской помощи.Остальные миллионы, однако, слепы из-за состояний, которые в настоящее время не имеют эффективного лечения.

«Слепота — одно из самых изменяющих жизнь состояний, с которыми может столкнуться человек», — говорит Уильям Хаусвирт, офтальмолог из Университета Флориды в Гейнсвилле. Наряду с трудностями, которые оно вызывает для передвижения и поиска работы, нарушение зрения связано с множеством других проблем со здоровьем, включая бессонницу, беспокойство и депрессию и даже риск самоубийства.«Восстановление полезного зрения приведет к почти невообразимому улучшению качества жизни», — говорит Хаусвирт.

В странах с высоким уровнем доходов, где регулярно устраняются предотвратимые причины нарушения зрения, основной причиной слепоты является дегенерация сетчатки. Эта ткань, расположенная в задней части глаза, содержит специализированные клетки, которые реагируют на свет и обрабатывают визуальные сигналы, и поэтому имеют решающее значение для зрения. Фоторецепторные клетки — нейроны, обычно известные как палочки и колбочки — преобразуют свет, попадающий на сетчатку, в электрохимические сигналы.Затем эти сигналы фильтруются через сложную сеть других нейронов, включая биполярные клетки, амакриновые клетки и горизонтальные клетки, прежде чем достигнут нейронов, известных как ганглиозные клетки сетчатки. Длинные выступы или аксоны этих клеток образуют зрительный нерв, по которому сигналы от сетчатки передаются в зрительную кору головного мозга, где они интерпретируются как изображения.

Заболевания сетчатки обычно связаны с потерей фоторецепторных клеток, что снижает чувствительность глаза к свету.При некоторых заболеваниях сетчатки, включая возрастную дегенерацию желтого пятна (AMD), эта потеря возникает в результате отказа эпителиальных клеток, которые образуют слой на задней стороне сетчатки, известный как пигментный эпителий сетчатки (RPE). RPE поддерживает здоровье фоторецепторных клеток за счет очистки от токсичных побочных продуктов, образующихся во время реакции светом, а также путем предоставления питательных веществ. При заболеваниях сетчатки, при которых фоторецепторы остаются в хорошей форме, основной причиной слепоты является дегенерация ганглиозных клеток сетчатки.

Слушайте аудиоверсию статьи

Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

Разнообразие причин нарушения зрения затрудняет поиск решений. Но успехи в нескольких областях вселяют надежду на то, что почти все формы заболеваний сетчатки могут стать излечимыми.

Один из подходов — увеличить или обойти поврежденные глаза с помощью функциональных протезов. В настоящее время такие бионические глаза могут восстановить только ограниченное зрение, но исследователи продолжают расширять возможности устройств.Другой вариант — генная терапия. Уже доступный для людей с конкретными генетическими мутациями, исследователи стремятся распространить этот подход на большее количество людей и условий. Некоторые ученые также проводят лечение, основанное на родственной методике, известной как оптогенетика, которая включает генетическое изменение клеток для восстановления светочувствительности сетчатки. Эта работа находится на начальной стадии, но исследователи надеются, что этот подход в конечном итоге сможет помочь широкому кругу людей, поскольку он не зависит от причин дегенерации сетчатки.И усилия по замене потерянных или поврежденных клеток сетчатки, либо in situ, , либо посредством трансплантации клеток, намекают на то, что даже поздние стадии заболеваний сетчатки могут в конечном итоге стать излечимыми.

Большая часть этих исследований находится в зачаточном состоянии. Но Хаусвирт позитивно оценивает уже достигнутый прогресс. Десять лет назад, по его словам, ему часто приходилось говорить пациентам, что он ничего не может для них сделать. «Для многих из этих болезней все полностью изменилось».

Бионические глаза

Почти 30 лет назад Марк Хумаюн, биомедицинский инженер из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, начал электрическую стимуляцию сетчатки слепых людей.Работая с коллегами из компании Second Sight Medical Products, занимающейся медицинскими технологиями в Сильмаре, Калифорния, его эксперименты показали, что такая стимуляция может вызвать визуальное восприятие пятен света, называемых фосфенами. После десятилетия работы на животных по определению количества электрического тока, которое можно было бы безопасно приложить к глазу, и вооружившись значительно расширенными знаниями о количестве и типах клеток, которые сохраняются в дегенерирующих сетчатках человека, команда Хумаюна была готова приступить к работе. с людьми.В период с 2002 по 2004 год исследователи имплантировали бионический глаз каждому из шести человек, у которых была полная или почти полная слепота на один глаз — первое испытание такого рода. Получатели устройства, известного как Argus I, сообщили, что способны воспринимать фосфены, направленное движение и даже формы 2 . Около 300 человек теперь знакомятся с миром через преемника этого устройства, Argus II, который был одобрен регулирующими органами в Европе в 2011 году для использования у людей с пигментным ретинитом — группой редких генетических заболеваний, вызывающих дегенерацию фоторецепторных клеток.Два года спустя этому примеру последовало Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA).

Имплант Argus II состоит из набора электродов, прикрепленных к поверхности сетчатки. Фото: Ринго Чиу / ZUMA / Alamy

Чтобы установить Argus II, пациенты подвергаются операции по прикреплению чипа, содержащего электродную решетку, к поверхности сетчатки. Чтобы «видеть» с помощью устройства, миниатюрная видеокамера, установленная на очках, передает сигналы на блок обработки, который носит получатель.Процессор преобразует сигналы в инструкции, которые передаются на имплантированное устройство по беспроводной сети. Затем электроды стимулируют ганглиозные клетки сетчатки в передней части сетчатки. Использование протеза — это процесс обучения. Получатели должны тренировать свой мозг для интерпретации нового типа получаемой информации. А поскольку видеокамера не отслеживает движение глаза, они также должны научиться двигать головой, чтобы направлять взгляд.

Устройство обеспечивает только ограниченное зрение.Пользователи могут обнаруживать источники света и объекты с высококонтрастными краями, такие как двери или окна, а некоторые могут расшифровывать большие буквы. Эти ограничения частично возникают из-за того, что 60 электродов устройства обеспечивают очень низкое разрешение по сравнению с миллионами фоторецепторных клеток в здоровом глазу. Но даже это минимальное улучшение может значительно улучшить жизнь людей.

В то время как Argus II представляет собой эпиретинальный имплант, то есть он располагается на поверхности сетчатки, другие разрабатываемые устройства предназначены для размещения под сетчаткой.Эти субретинальные имплантаты могут стимулировать клетки, которые ближе к тем, которые обычно передают сигналы сетчатке, — фоторецепторным клеткам. Стимулируя клетки на более высоких уровнях зрительного пути, исследователи надеются сохранить большую часть обработки сигналов, которую выполняет здоровая сетчатка.

Retina Implant, биотехнологическая компания из Ройтлингена, Германия, создала субретинальный имплантат, содержащий фотодиоды (полупроводниковые устройства, преобразующие свет в электрический ток), которые непосредственно воспринимают свет, попадающий в глаз.Это устраняет необходимость во внешней видеокамере, позволяя пользователям естественно направлять взгляд. Питание подается от портативного устройства через катушку, которая имплантируется под кожу над ухом. Alpha AMS, текущая версия системы, получила одобрение регулирующих органов в Европе для использования у людей с пигментным ретинитом.

Pixium Vision в Париже тестирует фотоэлектрический субретинальный имплант под названием Prima. Система проецирует сигналы с видеокамеры, установленной на очках, в глаз, используя ближний инфракрасный свет, длина волны которого оптимально управляет фотодиодами в устройстве для стимуляции клеток сетчатки.Такое проецирование изображений дает пользователям некоторый контроль над направлением их взгляда, поскольку они могут исследовать сцену, перемещая только глаза. Питание также обеспечивается ближним инфракрасным светом, что упрощает установку беспроводного имплантата и операцию по его установке. «Пациенты быстрее учатся восстанавливать зрение, и разрешение кажется лучше», — говорит Хосе-Ален Сахель, офтальмолог из Университета Питтсбурга, штат Пенсильвания, который проводит испытания устройства на безопасность у десяти человек с AMD.«Пока рано, но это очень многообещающе».

Все эти устройства работают только тогда, когда функционирующие клетки остаются в сетчатке. При обычных заболеваниях глаз, которые поражают в основном фоторецепторные клетки, включая пигментный ретинит и AMD, обычно остается несколько клеток, которые нужно стимулировать. Но когда умирает слишком много ганглиозных клеток сетчатки, как это происходит при запущенной диабетической ретинопатии и глаукоме, такие имплантаты не могут помочь. Для людей, у которых сетчатка не сохранилась из-за болезни или травмы, альтернативный бионический подход может быть более актуальным.

Хумаюн и его коллеги работают над системой, которая обходит глаз, посылая сигналы прямо в мозг. Идея не нова: в 1970-х годах американский биомедицинский инженер Уильям Добелль показал, что прямая стимуляция зрительной коры головного мозга запускает восприятие фосфенов 3 . Но технология бионического глаза только сейчас догоняет. Компания Second Sight разработала Orion, систему, которая, по словам Хумаюна, «в основном представляет собой модифицированный Аргус II». Как и в оригинале, он использует видеокамеру и сигнальный процессор, которые обмениваются данными с имплантатом по беспроводной сети, но чип размещается на поверхности зрительной коры, а не на сетчатке.Устройство тестируется на пяти людях с ограниченным или отсутствующим восприятием света из-за травмы глаза или повреждения сетчатки или зрительного нерва. «Пока результаты хорошие», — говорит он. «Мы пока ничем не удивлены».

Учитывая, что некоторые технологии уже опробованы на людях, Хумаюн надеется, что система может получить одобрение регулирующих органов в течение нескольких лет. «Очевидно, что операция на головном мозге имеет другой уровень риска, но процедура довольно проста, и Orion может помочь гораздо большему количеству пациентов», — говорит он.Однако о стимуляции мозга для обеспечения полезного зрения известно гораздо меньше. «Мы много знаем о сетчатке, но очень мало о коре», — говорит Ботонд Роска, нейробиолог из Института молекулярной и клинической офтальмологии Базеля в Швейцарии. «Но мы никогда не узнаем достаточно, если не попробуем», — говорит он.

Генная терапия

Глаз — идеальная мишень для генной терапии. Поскольку он относительно самодостаточен, вирусы, которые используются для переноса генов в клетки сетчатки, не должны перемещаться в другие части тела.А поскольку глаз является иммунопривилегированным участком, иммунная система с меньшей вероятностью обеспечит там защиту от такого вируса.

Офтальмолог Альберт Магуайр исследует глаза девочки с врожденным амаврозом Лебера, зрение которой было восстановлено с помощью генной терапии voretigene neparvovec (Luxturna). Фото: Детская больница Филадельфии

В ходе первой демонстрации потенциала генной терапии в борьбе со слепотой три группы исследователей использовали эту технику для успешного лечения людей с врожденным амаврозом Лебера (ВПЛ).Это наследственное заболевание приводит к серьезным нарушениям зрения и начинается в первые несколько лет жизни, часто проявляясь как куриная слепота, а затем прогрессирует до обширной потери зрения, которая начинается на периферии поля зрения. Он поражает примерно 1 из 40 000 детей.

Исследователи решили бороться с особой формой заболевания, известной как LCA 2. Это вызвано мутациями в RPE65 , гене, который экспрессируется RPE. Мутировавший ген отрицательно влияет на функцию RPE, которая, в свою очередь, повреждает фоторецепторные клетки.В 2008 году три команды, в том числе одна во главе с Хаусвиртом, показали в ходе ранних клинических испытаний, что доставка здоровой копии RPE65 на сетчатку была безопасной и привела к ограниченному улучшению зрения 4 , 5 , 6 . Клинические испытания фазы III под руководством Альберта Магуайра, офтальмолога из Пенсильванского университета в Филадельфии, показали в августе 2017 года, что люди с LCA 2, которые получали лечение, лучше могли преодолевать полосы препятствий при различных уровнях освещения, чем те, кто этого не делал. 7 .В декабре 2017 года FDA одобрило лечение voretigene neparvovec (Luxturna), что сделало его первой генной терапией для любого состояния, получившей зеленый свет для клинического использования.

Можно лечить LCA 2 таким способом, потому что вовлеченные генетические мутации показывают рецессивный образец наследования. Это означает, что обе копии человека RPE65 должны нести соответствующие мутации, чтобы вызвать заболевание. Таким образом, поставка единственной неизмененной версии решает проблему. Однако состояния, вызванные доминантно наследуемыми мутациями, требуют для проявления только одной мутированной копии гена.В большинстве случаев простое добавление нормальной копии гена не поможет; вместо этого мутировавший ген должен быть инактивирован. Один из вариантов — заставить его замолчать, добавив определенные молекулы РНК, которые перехватывают инструкции мутировавшего гена для создания дефектного белка, а затем предоставят нормальную копию гена, чтобы взять на себя его функции — подход, называемый подавлением и заменой. Другой способ — исправить мутацию с помощью метода редактирования генов CRISPR – Cas9. Исследователи из Университета Модены и Реджио-Эмилии в Модене, Италия, продемонстрировали этот подход на мышиной модели пигментного ретинита 8 в 2016 году.В следующем году команда из США использовала его для исправления мутации, вызывающей тип глаукомы как у мышей, так и в культивируемых человеческих клетках 9 .

Важным двигателем прогресса генной терапии стало использование аденоассоциированного вируса (AAV) для доставки замещающих генов в клетки. Было доказано, что AAV безопасны, отчасти потому, что они, как правило, не интегрируются в геном своей клетки-хозяина, что сводит к минимуму риск превращения клеток в злокачественные. А их небольшой размер позволяет им широко распространяться через глаз и, следовательно, инфицировать большое количество клеток.Но способность AAV доставлять гены имеет ограничения: некоторые гены слишком велики для AAV, в том числе ABCA4 , мутации в которых могут привести к болезни Штаргардта, наследственной форме дегенерации желтого пятна. В настоящее время разрабатываются два обходных пути. Первый использует вирус с большей несущей способностью, такой как лентивирус, для доставки замещающих генов. Безопасность и эффективность этого подхода неизвестны, но клинические испытания продолжаются. Вторая стратегия состоит в том, чтобы разбить заменяющий ген на две части и транспортировать каждую половину отдельно в клетку вместе со средствами их рекомбинации.«Сейчас это работает по крайней мере на одной модели животных», — говорит Хаусвирт.

Независимо от подхода, генная терапия имеет значительные ограничения. Более 250 генов вовлечены в слепоту, и, поскольку каждый может быть затронут многочисленными типами мутаций, число потенциальных терапевтических мишеней огромно. Например, более 100 мутаций в гене RHO приводят к пигментному ретиниту, наиболее распространенному доминантно наследуемому заболеванию сетчатки. По словам Хаусвирта, разработка генной терапии для каждой мутации непрактична.

Исследователи работают над потенциальным решением, которое изменяет подход подавления и замены. Вместо того, чтобы нацеливаться на копии RHO , содержащие специфическую мутацию, они используют РНК, подавляющую все экспрессии гена, независимо от того, мутирован ли RHO или нет, при доставке замещающей копии, которая невосприимчива к подавляющей РНК. Команда под руководством Джейн Фаррар, генетика из Тринити-колледжа в Дублине, показала перспективность этой стратегии в 2011 году на мышиной модели доминантного пигментного ретинита 10 .В 2018 году Хаусвирт и его коллеги протестировали этот подход на собаках с пигментным ретинитом 11 . Они показали, что дегенерацию фоторецепторных клеток в обработанных областях сетчатки можно остановить — улучшение, которое сохранялось не менее восьми месяцев. Эта стратегия устраняет все мутации, которые могут вызвать доминантно наследуемый пигментный ретинит, за одно лечение и, следовательно, расширяет генную терапию от рецессивных до доминантно наследуемых состояний «довольно простым способом», — говорит Хаусвирт.Он планирует изучить, насколько хорошо собаки, прошедшие лечение, могут перемещаться по лабиринту, и собирает данные о безопасности, необходимые для начала клинических испытаний.

Optogenetics

Генная терапия работает только у людей, слепота которых вызвана генетической мутацией. Он также не подходит для лечения терминальной стадии заболевания сетчатки, при которой остается недостаточное количество клеток для восстановления. Но связанный подход, основанный на технике, называемой оптогенетикой, не зависит от расстройства и может привести к лечению различных стадий дегенерации.В оптогенетике гены, которые позволяют клеткам производить светочувствительные белки, известные как опсины, доставляются вирусом. Введение опсинов может восстановить некоторую светочувствительность поврежденных фоторецепторов или даже сделать другие клетки сетчатки, включая биполярные клетки или ганглиозные клетки сетчатки, чувствительными к свету.

Оптогенетика использовалась для восстановления светочувствительности колбочек (зеленый) на мышиной модели пигментного ретинита; Успех метода был оценен путем измерения активности ганглиозных клеток сетчатки (пурпурных), которые стимулируются колбочками в ответ на свет.Кредит: IOB.ch

Однако проблематично, хотя фоторецепторные клетки в глазу могут справляться с широким диапазоном интенсивности света — хорошо работая как при ярком солнечном свете, так и в сумерках — опсины имеют ограниченный диапазон и часто лучше работают при высокой интенсивности света. Потенциальным решением является использование установки, которая работает аналогично системе бионических глаз Pixium Vision Prima, в которой получатели снабжены очками, в которых есть видеокамера, фиксирующая вид пользователя, и проектор, направленный в их глаза. .Как и в случае с Prima, преимущество состоит в том, что природа света, попадающего в глаз, может быть адаптирована к модификации сетчатки; однако в этом случае выбранная интенсивность и длина волны — это те, которые лучше управляют вновь введенными опсинами, а не имплантированными фотодиодами.

GenSight Biologics, биотехнологическая компания в Париже, среди основателей которой Sahel и Roska, уже тестирует такую ​​систему. Он направлен на доставку опсина к ганглиозным клеткам сетчатки, но есть потенциальная загвоздка: ганглиозные клетки сетчатки от природы чувствительны к свету.Они экспрессируют меланопсин, белок, участвующий в световом рефлексе зрачка, при котором зрачок глаза сужается в ответ на яркий свет. Чтобы избежать этого, исследователи GenSight используют опсин, который реагирует на красные волны света, потому что меланопсин реагирует преимущественно на свет в синем конце спектра. В октябре 2018 года компания начала клинические испытания на ранней стадии на людях с запущенным пигментным ретинитом, у которых осталось минимальное зрение. В испытании будут участвовать когорты из Великобритании, Франции и США, а первые результаты ожидаются к концу 2020 года.

«Это простой подход, и мы должны посмотреть, что будет достигнуто», — говорит Роска. «Тогда мы сможем перейти к более изощренным подходам». Остается одна проблема: многие расстройства, которые можно лечить с помощью оптогенетических методов, связаны с дегенерацией определенных частей сетчатки, при этом полезное зрение сохраняется в других областях. Свет, управляющий опсинами, виден и может мешать естественному зрению. В будущем опсины, которые реагируют на ближний инфракрасный свет, могут позволить оптогенетическим методам лечения работать в тандеме с остаточным естественным зрением.

Регенерация клеток

Терапия стволовыми клетками потенциально может вылечить слепоту даже на поздних стадиях болезни. Поскольку стволовые клетки можно уговорить стать клетками любого типа, их можно использовать для выращивания свежих клеток сетчатки для трансплантации в глаз, чтобы заменить те, которые были потеряны. Однако исследования на животных показали, что только небольшая часть трансплантированных нейронов способна правильно интегрироваться в сложные нейронные цепи сетчатки. Это серьезное препятствие для лечения стволовыми клетками, направленного на замену нейронов сетчатки.

Сложная клеточная структура сетчатки включает слои фоторецепторов (зеленые) и кровеносные сосуды и нервы (пурпурный). Фото: Луиза Хьюз / SPL

Клетки, составляющие пигментный эпителий сетчатки, с другой стороны, находятся вне контуров сетчатки. Таким образом, методы лечения на основе стволовых клеток наиболее перспективны при таких состояниях, как AMD и пигментный ретинит, которые вызывают дегенерацию клеток RPE. «Фоторецепторы должны подключаться к схемам, а пигментный эпителий сетчатки — нет», — говорит Роска.«Вот где люди ближе всего к успеху». Первоначально исследователи пытались ввести в сетчатку суспензию клеток РПЭ, полученных из стволовых клеток, но слишком мало оставалось там, где они были необходимы. Несколько групп теперь считают, что лучшим подходом является трансплантация клеток RPE в глаз в виде предварительно сформированного листа, который затем удерживается на месте с помощью биосовместимого каркаса. «Подход с использованием каркаса — это огромное улучшение по сравнению с суспензией для клеток РПЭ», — говорит Сахель.

В марте 2018 года лондонский проект по лечению слепоты — сотрудничество между Университетским колледжем Лондона и глазной больницей Мурфилдс в Лондоне — объявил о результатах исследования фазы I, в котором лист клеток RPE был имплантирован в сетчатку двух людей с влажная AMD (редкая, серьезная форма AMD, сопровождающаяся аномальным ростом и утечкой кровеносных сосудов).Оба реципиента хорошо перенесли процедуру и смогли прочитать на 21–29 букв больше, чем до лечения 12 . В следующем месяце группа под руководством Хумаюна сообщила об аналогичных результатах фазы I у пяти человек с сухой AMD, более распространенной формой состояния 13 . Эти первые результаты полны надежд. «Это вызвало большое волнение», — говорит Хумаюн. Но результаты должны быть подтверждены испытаниями фазы III на большем количестве участников, и Хумаюн предупреждает, что лечение может быть через много лет от использования в клинике, потому что никакая терапия стволовыми клетками для заболевания сетчатки еще не прошла. процесс утверждения.

Родственный подход, все еще находящийся на ранних стадиях фундаментальных исследований, мог бы оправдать надежду на замену потерянных нейронов, открыв дверь для лечения широкого спектра глазных болезней. У людей зрелые нейроны не делятся и, следовательно, не могут регенерировать, что особенно затрудняет восстановление зрения. Но это не относится ко всем животным. Рептилии и некоторые рыбы могут регенерировать нейроны сетчатки, а птицы также обладают некоторой регенеративной способностью. Томас Рех, нейробиолог из Вашингтонского университета в Сиэтле, пытается раскрыть эту способность у людей.Но вместо того, чтобы пересаживать клетки, выращенные в лаборатории, Ре стремится заставить клетки, которые уже находятся в сетчатке, дифференцироваться в свежие нейроны.

В 2001 году Рех предположил, что мюллерова глия — клетки, которые обеспечивают структуру сетчатки и поддерживают ее функцию — являются источником новых нейронов, которые наблюдались у рыб и птиц 14 . Затем он и его команда приступили к выяснению того, можно ли использовать Мюллерглию для генерации новых нейронов у мышей. В 2015 году они сконструировали мышей для производства Ascl1, белка, который важен для производства нейронов у рыб, а затем повредили сетчатку животных 15 .Они надеялись, что Ascl1 спровоцирует трансформацию глии Мюллера в нейроны.

Эксперимент не смог произвести новые нейроны у взрослых мышей, но успешен у молодых мышей. Николас Йорстад, биохимик и аспирант в команде Рехса, предположил, что химические модификации, внесенные в хроматин (комплекс ДНК, РНК и белков) в ядре клетки во время развития, могут блокировать доступ зрелых клеток к генам, которые позволяют глии Мюллера трансформировать в нейроны. В августе 2017 года группа Рэ показала, что, введя фермент, который обращает вспять такие модификации, они могут уговорить Мюллер-глию дифференцировать 16 .«Впервые мы смогли регенерировать нейроны у взрослых мышей», — говорит Рех. «После всех этих лет я был очень взволнован». Хотя они не были настоящими фоторецепторными клетками и были больше похожи на биполярные клетки, нейроны, подключенные к существующим схемам, были чувствительны к свету. «Я был удивлен, что они соединяются так же хорошо, как и они», — говорит Рех.

Хотя эта работа далека от того, чтобы лечить заболевания сетчатки у людей, эта работа имеет огромный потенциал. Следующим шагом будет повторение исследований на животных с глазами, более похожими на глаза человека.Команда Рэя уже работает с культурами клеток сетчатки от нечеловеческих приматов. Исследователям также необходимо решить, как направить процесс дифференцировки для производства определенных типов клеток, таких как палочки и колбочки. «Теперь, когда мы занимаемся производством нейронов, колбочки были бы замечательными», — говорит Рех.

В случае успеха подход может быть широко применим. «В конечном счете, именно так будут лечиться все эти глазные болезни», — прогнозирует Рех. «В этом есть смысл. Вам не нужно беспокоиться о правильной трансплантации.Ваши клетки находятся именно там, где они вам нужны ».

Хумаюн также воодушевлен работой. «Я поддерживаю любого, кто предлагает новую хорошую идею», — говорит он. «Еще очень рано, это большой риск, но никогда не говори никогда. Вот что я узнал ».

Как сделать веб-сайты доступными для слабовидящих

Что такое веб-доступность и веб-дизайн для слепых пользователей?

Проще говоря, доступность Интернета позволяет людям с ограниченными возможностями воспринимать, понимать, перемещаться, взаимодействовать с Интернетом и вносить в него свой вклад.Подобно тому, как много лет назад Закон об американцах с ограниченными возможностями усилился для тех, кто не может ходить, и требовал доступа для инвалидных колясок ко всем зданиям, построенным после 1991 года, дизайнеры пользовательского интерфейса (UX) должны обеспечить равную доступность для всех пользователей, создавая веб-интерфейс, который может быть использованы, поняты и доступны людям с различным спектром зрительных, слуховых, когнитивных и физических способностей.

Поскольку веб-интерфейс по своей сути является визуальным, он изобилует сайтами, инструментами и приложениями, которые практически непригодны для использования людьми с нарушениями зрения.Например, нередко можно увидеть веб-сайты, на которых используются комбинации цветов фона и переднего плана, которые делают страницы практически нечитаемыми для пользователей с дальтонизмом. Несмотря на все это, люди с нарушениями зрения используют Интернет каждый день, чтобы просматривать, читать и писать электронные письма, а также делать все остальное, что каждый может сделать в Интернете.

Итак, что может случиться, если Джо Шмо, страдающий дальтонизмом, не сможет прочитать текст на сайте, потому что он сливается с фоном? Легко: он должен двигаться дальше. Понимаете, недоступность равняется исключению.Г-н Шмо не только упускает информацию, предлагаемую этим сайтом, но и владельцы сайтов потеряли потенциального клиента, подписчика и / или возможность поделиться своим сообщением. Пользователи с нарушениями зрения не должны адаптировать свое поведение для эффективного достижения своих целей. Скорее, хороший веб-дизайн должен учитывать потребности всех пользователей, включая людей с нарушениями зрения.

«Сила Интернета в его универсальности. Доступ для всех, независимо от инвалидности, является важным аспектом.”

Тим Бернерс-Ли, директор W3C и изобретатель Всемирной паутины

Проблема

По данным Prevent Blindness America, 53,2 миллиона американцев в возрасте 45 лет и старше имеют ту или иную форму нарушения зрения, от легкой до тяжелой, и около 18 процентов из них являются «слепыми». Нарушения зрения охватывают целый ряд проблем и инвалидностей, наиболее заметными из которых являются дальтонизм, слабое зрение и слепота.

Цветовая слепота включает в себя трудности с различением цветов, например, между красным и зеленым или между желтым и синим, а иногда и неспособность вообще воспринимать какой-либо цвет.Наиболее распространенными формами дальтонизма являются дейтеранопия, которая представляет собой пониженную чувствительность к зеленому свету, и протанопию, которая представляет собой пониженную чувствительность к красному свету. В глобальном масштабе дальтонизм затрагивает 8 процентов мужского населения и 0,5 процента женского населения, поэтому, если вы веб-дизайнер, подумайте об этом так: если 100 человек посещают ваш сайт, по статистике примерно 10 из них они не могут видеть цвета с нормальной эффективностью.

Моделирование с помощью плагина Stark того, что может увидеть сине-желтый дальтоник.

По оценкам, около 285 миллионов человек во всем мире страдают нарушениями зрения: 39 миллионов — слепые и 246 миллионов — слабовидящие. Люди с диагнозом «слабое зрение» могут видеть цвета, но борются с плохой остротой зрения (нечеткое зрение), туннельным зрением (видит только середину поля зрения), потерей центрального поля (видит только края поля зрения) ) или затуманенное зрение. Те, у кого нарушение зрения превышает диагностированное, считаются слепыми. Слепота по определению — это существенная некорректируемая потеря зрения на оба глаза.Возможно, вы слышали термин «юридически слепой». Это не всегда подразумевает полную темноту, но ухудшение зрения настолько велико, что человек не может работать без личной или технической помощи из-за крайней потери остроты зрения.

Как UX-дизайнеры, мы понимаем, что, хотя статистическая доля пользователей с нарушениями зрения мала по сравнению с теми, у кого их нет, мы все равно должны учитывать их на этапе проектирования. Было бы несправедливо и несправедливо отказываться от дизайна, который предлагает помощь и простоту использования для людей с нарушениями зрения.Поэтому мы даем следующие девять советов по повышению удобства использования для этих людей на основе Руководящих принципов доступности веб-контента (WCAG) и Закона об американцах с ограниченными возможностями (ADA). Мы превратили вышеупомянутые рекомендации в конкретный набор советов и приемов, которые другие дизайнеры могут (и должны!) Использовать в своем процессе проектирования. Хотя следующие советы не являются исчерпывающими, они охватывают общие проблемы, с которыми люди с нарушениями зрения сталкиваются при использовании Интернета.

9 советов, как сделать веб-сайт доступным для слепых и слабовидящих

1.Обеспечьте достаточный контраст, используя цвета и текстуры

Проверьте цвета, чтобы убедиться, что у них правильный коэффициент контрастности для удобочитаемости, используя такие инструменты, как плагин Stark для Sketch. Такие инструменты, как этот, проверяют комбинации цвета текста на цвете фона, а также принимают во внимание размер текста. Например, для уровня AA WCAG 2.0 требуется коэффициент контрастности 4,5: 1 для обычного текста и 3: 1 для крупного текста (т. Е. 14 пунктов и полужирный или больше, или 18 пунктов или больше). Программы проверки цветового контраста обычно проверяют соответствие этому стандарту, поэтому было бы неплохо добавить в закладки стандарты и рекомендации, изложенные WCAG.

Коэффициент контрастности черного текста на золотисто-желтом фоне составляет 10,35: 1. Однако белый текст на золотисто-желтом фоне не работает с коэффициентом контрастности 2,03: 1.

Кроме того, при использовании графиков рассмотрите возможность добавления текстур или узоров. Они обеспечивают дополнительный уровень возможности сканирования и различения точек данных, когда диапазоны значений, оттенка и насыщенности начинают разрушаться.

Добавление текстуры или узоров может помочь в различении точек данных на графиках для дальтоников.

2. Ограничьте и установите приоритет цвета в интерфейсе

Чем больше цветов вы вводите в дизайн интерфейса, тем труднее будет даже пользователю с нарушениями зрения быстро определить основные действия и ссылки. Для человека с дальтонизмом это становится труднее, чем больше цветов вводится.

Забавный факт! Программное обеспечение Adobe® Photoshop® CC предлагает поддержку для моделирования дальтонизма. Согласно Adobe: «Пользователи могут проверять изображения с помощью универсального цветового дизайна (CUD), чтобы гарантировать точную передачу графической информации людям с различными типами нарушения цветового зрения, включая людей с дальтонизмом.”

Кроме того, Color Safe — еще один полезный инструмент, который создает цветовые палитры для сайтов или приложений.

3. Разрешить ручную настройку размера шрифта

В настоящее время существует ряд способов улучшить доступность для слабовидящих, в том числе программное обеспечение для увеличения и предоставление возможности регулировать размер текста в настройках браузера. Однако многие люди со слабым зрением, особенно пожилые люди, которые могут испытывать возрастную потерю зрения, не используют увеличительное программное обеспечение и могут быть не знакомы с параметрами настройки размера текста в своем браузере.

The Atlantic, насыщенный контентом, но доступный веб-сайт, позволяет пользователям увеличивать размер текста на каждой странице статьи.

Предоставляя пользователям четкую опцию, будь то ползунок, раскрывающийся список, кнопка — что угодно — для изменения размера шрифта, бренды и компании (особенно те, у которых есть веб-сайты с большим количеством контента) становятся более дружелюбными для пользователей с ослабленным зрением.

4. Не полагайтесь только на цвет для передачи важной информации

Когда дело доходит до предупреждений, предупреждений и элементов страницы с активными действиями, таких как текстовые ссылки и кнопки, поясните, что они значимы для пользователя, включив в них нечто большее, чем простое изменение цвета.Почти повсеместно люди понимают, что подчеркнутый синий текст — это ссылка. С другой стороны, все еще есть сайты, которые подчеркивают синий текст, но ни на что не ссылаются. Пользователи, страдающие дальтонизмом, должны быть уверены, что после отмены цветовой обработки подчеркивание даст им понять, что это ссылка.

Пример того, как использование значков может помочь в ясности, когда один только цвет для дальтоника не будет таким эффективным.

Более того, пользователи получат выгоду от использования значков и соответствующих ярлыков, сопровождающих предупреждения и элементы страницы с активными действиями.Каждый элемент страницы должен иметь более одной визуальной подсказки. Изображения, ссылки, кнопки и другие подобные элементы можно улучшить с помощью значка, формы, положения или текста. Как и в случае подчеркивания ссылок, пользователи распознают основные подсказки к действию, такие как размер, размещение, полужирность и значки.

5. Предоставьте доступ к клавиатуре

Сочетания клавиш могут значительно упростить навигацию для пользователей с ослабленным зрением. Мышь бесполезна для навигации, потому что для этого требуется зрительно-моторная координация.Это особенно верно для слепых пользователей, использующих программы чтения с экрана для просмотра веб-страниц.

Людям с ослабленным зрением команды с клавиатуры позволяют перемещаться по сайту без необходимости интенсивно фокусироваться и следовать за курсором мыши по экрану.

6. Используйте явные и описательные метки для ссылок и кнопок

Избегайте использования расплывчатых ярлыков ссылок, таких как «щелкните здесь». Люди, использующие программы чтения с экрана, часто используют сочетание клавиш, чтобы перечислить все ссылки на странице для более эффективной навигации.Поскольку этот список ссылок не имеет окружающего текста, он создает неконтекстное состояние. Таким образом, крайне важно создавать описательные и явные ярлыки ссылок, которые имеют смысл вне контекста. Это лучшая практика, которая приносит пользу всем пользователям. Описательные метки ссылок также могут способствовать сканированию для зрячих пользователей, и в качестве бонуса это помогает повысить поисковую оптимизацию (SEO) сайта.

Примечание для понимания специальных возможностей программы чтения с экрана:

Самым распространенным способом просмотра веб-страниц слепыми пользователями является использование браузера и программы чтения с экрана (также известной как программное обеспечение для преобразования текста в речь).Некоторые из наиболее часто используемых программ чтения с экрана — это экранный диктор Microsoft для пользователей Windows и VoiceOver для пользователей Mac. Понимание того, как программное обеспечение для преобразования текста в речь помогает слабовидящим «читать» веб-сайты, важно для любого, кто проектирует для таких пользователей. Вот что можно сказать: программа чтения с экрана переводит веб-страницы в простой текст. Затем он просматривает всю страницу (в ее обычном текстовом формате) и читает ее вслух построчно, по одному элементу за раз, продвигаясь вниз по странице линейным образом.

Это линейное продвижение по содержимому страницы создает ряд проблем для слепых пользователей, в частности, связанных с простотой потребления, понимания и сканирования содержимого.Например, попадая на новую страницу, зрячие пользователи могут быстро просканировать страницу и с первого взгляда понять предназначение и содержание, которое на ней находится. С другой стороны, слепые пользователи должны пролистывать страницу линейно, по одному элементу страницы за раз, и должны прислушиваться к содержимому, которое они искали в первую очередь. Это может занять много времени и потребовать достаточной концентрации, иначе пользователь может пропустить то, что он или она посетил на этом сайте, чтобы найти в первую очередь. Для получения дополнительной информации о том, как разработать дизайн для совместимости с программами чтения с экрана, посетите webaim.org, и обратите особое внимание на наши следующие советы.

Следующие несколько советов относятся к совместимости программ чтения с экрана:

7. Предоставьте альтернативный текст или описания для нетекстового содержимого

Когда программа чтения с экрана читает изображение или графику, она произносит слово «графика» или «изображение», а затем читает альтернативный («альтернативный») текст изображения. Если изображение не имеет замещающего текста, программа чтения с экрана пропустит его, поэтому по этой причине лучше всего использовать замещающий текст для изображений и графики.Старайтесь, чтобы описания видео и аудио были краткими и по существу. Помните, что программы чтения с экрана работают построчно, поэтому изложите свою точку зрения в тексте и замещающем тексте как можно меньшим количеством слов.

8. Используйте заголовки для организации содержимого страницы

Это лучшая практика, которая приносит пользу всем пользователям. Есть несколько способов, с помощью которых программы чтения с экрана, поддерживающие возможность сканирования, позволяют пользователям просматривать страницы, чтобы получить общее представление о содержании страницы. Один из распространенных способов беглого просмотра страницы с помощью программы чтения с экрана — переход от заголовка к заголовку.Просматривая экран с помощью средства чтения с экрана, пользователи могут услышать краткий обзор ключевой информации страницы, а затем вернуться назад, чтобы прочитать наиболее интересующие их части. К сожалению, на слишком многих веб-сайтах отсутствуют заголовки на страницах. Без заголовков этот метод беглого просмотра контента практически невозможен. Помня об этом, очень важно, чтобы дизайнеры организовывали контент с заголовками, которые, насколько это возможно, представляют точный обзор контента на странице.

На главной странице Atlantic используются содержательные заголовки для организации содержания страницы.

9. Используйте описательные заголовки на каждой странице

Это еще одна передовая практика, которая приносит пользу всем пользователям. Помимо заголовков, описывающих содержимое веб-страниц, сайты всегда должны содержать заголовки, описывающие тему или цель страницы. Причина в том, что программы чтения с экрана объявляют заголовок страницы (элемент «title» в разметке HTML) при первой загрузке веб-страницы. Пользователи с ослабленным зрением, которым необходимо использовать программу чтения с экрана, получают от этого выгоду, поскольку они получают обратно те ценные минуты, которые они потратили бы на сканирование страницы, чтобы определить, какой контент она содержит.

Понимание того, как ваш продукт или веб-сайт работает для слепых и слабовидящих пользователей, является ключевой частью нашего экспертного процесса. Свяжитесь с нами, чтобы узнать о наших услугах по обеспечению доступности в Интернете.

Давайте работать вместе

Рекомендации при разработке веб-сайтов для слепых и слабовидящих

Еще многое предстоит сделать, чтобы сделать работу в Интернете более доступной для людей с нарушениями зрения. Достижимый и практичный опыт работы в Интернете не только сводит к минимуму барьеры доступности и упрощает использование Интернета, но также может расширить возможности людей с нарушениями зрения за счет предоставления свободы и независимости в Интернете (особенно для слепых).

Рассмотрите возможность интеграции девяти вышеупомянутых советов в свой рабочий процесс; верните эти советы своей команде дизайнеров, чтобы облегчить обсуждение важности проектирования для всех пользователей с широким спектром способностей. Используйте бесплатные веб-инструменты оценки доступности, такие как WAVE или EvalAccess 2.0, для оценки содержимого вашего веб-сайта и обеспечения соответствия требованиям WCAG. Сделайте доступность приоритетной в сообществе дизайнеров, и вы откроете мир возможностей для совершенно новой аудитории веб-пользователей, а также множество возможностей для инноваций в области UX.

Загружаемый контрольный список доступности

Роль дизайнеров и разработчиков заключается в том, чтобы их инструменты были созданы для всех пользователей.

Отметьте все флажки базовой веб-доступности с помощью нашего контрольного списка Accessibility Checklist .

Интеллектуальная инфракрасная система слепого наведения на базе микроконтроллера

Слепота — это состояние отсутствия зрительного восприятия из-за физиологических или неврологических факторов. Частичная слепота представляет собой отсутствие интеграции в рост зрительного нерва или зрительного центра глаза, а полная слепота — это полное отсутствие зрительного восприятия света.В этой работе разработана и реализована простая, дешевая, удобная для пользователя интеллектуальная система наведения для слепых, которая улучшает мобильность как слепых, так и слабовидящих людей в определенной области. Предлагаемая работа включает носимое оборудование, состоящее из головной уборы и миниатюрной ручки, чтобы помочь слепому человеку безопасно перемещаться в одиночку и избегать любых препятствий, которые могут встретиться, будь то стационарные или мобильные, чтобы предотвратить любую возможную аварию. Основным компонентом этой системы является инфракрасный датчик, который используется для сканирования заданной области вокруг слепых путем излучения-отражения волн.Отраженные сигналы, полученные от барьерных объектов, используются как входы в микроконтроллер PIC. Затем микроконтроллер используется для определения направления и расстояния до объектов вокруг жалюзи. Он также управляет периферийными компонентами, которые предупреждают пользователя о форме, материале и направлении препятствия. Внедренная система является дешевой, быстрой и простой в использовании и представляет собой инновационное доступное решение для слепых и слабовидящих людей в странах третьего мира.

1. Введение

Многие люди страдают серьезными нарушениями зрения, не позволяющими им путешествовать самостоятельно.Соответственно, они должны использовать широкий спектр инструментов и методов, чтобы помочь им в их мобильности. Одним из таких методов является специалист по ориентации и мобильности, который помогает слабовидящим и слепым людям и обучает их самостоятельному и безопасному передвижению в зависимости от остальных оставшихся органов чувств. Другой метод — это собаки-поводыри, которые специально обучены, чтобы помогать слепым людям в их движении, обходя препятствия, чтобы предупредить человека, чтобы он изменил свой путь. Однако у этого метода есть некоторые ограничения, такие как сложность понимания сложного направления этими собаками, и они подходят только около пяти лет.Стоимость этих дрессированных собак очень высока, также многим слепым и слабовидящим людям сложно обеспечить необходимый уход за другим живым существом. Существует международный инструмент для обозначения слепых и слабовидящих людей, например, белая трость с красным наконечником, которая используется для усиления слепого движения. В настоящее время используются различные типы этих трости, такие как белая трость [1], умная трость [2] и лазерная трость [3]. Однако у этого инструмента есть несколько ограничений: большая длина трости, ограничения в распознавании препятствий, а также сложность удержания ее в общественных местах.В последнее время для повышения мобильности слепых было разработано множество методов, основанных на обработке сигналов и сенсорных технологиях. Эти устройства, называемые электронными средствами помощи при путешествии (ETA), помогают слепым свободно перемещаться в окружающей среде независимо от ее динамических изменений. Согласно литературным данным, ETA в основном подразделяются на два основных аспекта: вход сонара (лазерный сигнал, инфракрасные сигналы или ультразвуковые сигналы) [4–8] и системы ввода камеры (состоящие в основном из мини-камеры CCD) [9–13] . Их детали представлены в таблице 1.Эти устройства работают так же, как и радиолокационная система, которая использует ультразвуковой пучок или лазер для определения высоты, направления и скорости неподвижных и движущихся объектов. Расстояние между человеком и препятствиями измеряется временем прохождения волны. Однако все существующие системы информируют слепого о наличии объекта на определенном расстоянии перед ним или рядом с ним. Эти детали позволяют пользователю изменить свой путь. Информация о характеристиках объекта может создать дополнительные знания для улучшения пространственных проявлений и памяти слепых.Чтобы преодолеть вышеупомянутые ограничения, эта работа предлагает простую, эффективную, настраиваемую электронную систему наведения для слепых и слабовидящих людей, чтобы помочь им в их мобильности, независимо от того, где они находятся, на улице или в помещении. Оригинальность предложенной системы заключается в том, что она использует встроенную систему технического зрения из трех простых ИК-датчиков и объединяет все отражающие сигналы для кодирования препятствия с помощью микроконтроллера PIC. Следовательно, в дополнение к расстоянию предлагаемая система наведения позволяет определять две основные характеристики препятствия: материал и форму.Кроме того, пользователю системы не нужно носить трость или другой помеченный инструмент. Он / она может просто носить шляпу и ручную мини-палку (размером с ручку), как и другие. Имеет высокую невосприимчивость к окружающему свету и цвету объекта. Типичное время отклика составляет около 39 мс, и он очень подходит для приложений реального времени.

Гидролокаторы

Тип системы Название системы Артикул Год Страна Сигнальный вход Сигнальный выход NavBelt [5] 1998 США Ультразвуковой Слуховой дисплей Может предоставлять информацию о препятствии Не может предоставить точную информацию, такую ​​как форма и состояние движения препятствий, а также не может судить об ориентации движения
Датчик людей [6] 1998 США Ультразвуковой Вибротактильные сигналы
Трехмерный космический перцептор [7] 2003 Канада Лазер Слуховой дисплей
Навигационная система на основе оптических паханов [8] 2001 Япония 6 Инфракрасный дисплей

Системы на базе камеры v0ICe [9] 1992 Нидерланды Камера CCD Аудиоплеер Он предоставляет информацию не только о препятствиях на пройденном пути
Помогает пользователю выбрать предпочтительный путь движения
Он может собирать всю информацию об окружающей среде
Он может использовать расширенный алгоритм обработки изображений для обучения сложных данных
больший размер, относительно более высокая стоимость, и для этого требуются две камеры, так как алгоритмы определения расстояния более сложны, чем ETA на основе сонара
Tyflos [10] 2001 USA Камера и лазерный сканер Аудитория дисплей
NAVI [11] 2007 Малайзия CCD-камера Слуховой дисплей
AudioMan [12] 12 Китай 2007 Китай
SoundView [13] 2009 Китай ПЗС-камера Слуховой дисплей

2.Материалы и методы
2.1. Блок-схема предлагаемой интеллектуальной системы слепого наведения на базе микроконтроллера

Proteus — это программное обеспечение для моделирования микропроцессора, схематического изображения и проектирования печатных плат (PCB). Proteus-VSM (Virtual System Modeling) позволяет совместное моделирование встроенного программного обеспечения для популярных микроконтроллеров наряду с дизайном оборудования [14]. Программное обеспечение Proteus использовалось для разработки и анализа как предварительных, так и окончательных результатов для каждой части системы [14].Proteus позволил тестировать и модифицировать систему до получения точных и ожидаемых результатов перед установкой схемы на практике. На рисунке 1 показана конструкция и реализация предлагаемой интеллектуальной слепой системы наведения. Блок-схема системы проиллюстрирована на рисунке 2. На ней показаны три отражающих сигнала, которые были получены следующим образом: от переднего ИК-датчика, правого ИК-датчика и от левого ИК-датчика. Все сигналы являются входами для АЦП микроконтроллера PIC. Эти сигналы оцифровываются и используются в качестве входных данных для конкретной программы, реализованной в реальном времени в микроконтроллере PIC.В результате этих сигналов микроконтроллер в соответствии с некоторыми внутренними инструкциями будет производить выходной сигнал, который будет передан от PIC на зуммер и ИС драйвера двигателя, чтобы информировать слепого о препятствиях, преграждающих ему путь.



2.1.1. Микроконтроллер PIC 16F877A

Чтобы носимая система обнаружения препятствий для людей с ослабленным зрением реагировала быстрее, она должна быть оснащена усовершенствованным микроконтроллером для уменьшения вычислительной сложности.PIC 16F877A был выбран для обнаружения любого срабатывания переключателя и создания звуковых звуков и вибраций. PIC не имеет операционной системы и просто запускает программу в своей памяти, когда она включена. Микроконтроллер PIC — это небольшой компьютер на единой интегральной схеме, в котором хранится набор инструкций. Он состоит из ядра процессора, памяти и программируемых периферийных устройств ввода / вывода. PIC является важным компонентом в предлагаемой системе, которая имеет дело с программным кодом MicroC, который был установлен в ней.Система отличается небольшими размерами и низкой стоимостью по сравнению с другими системами, в которых используется отдельный микропроцессор, устройства ввода / вывода и память. Распространены микроконтроллеры смешанного сигнала, объединяющие аналоговые компоненты, необходимые для управления нецифровыми электронными системами. Микроконтроллер PIC работает при +5 В, которое можно регулировать с помощью регулятора напряжения (L7805), который сохраняет напряжение на уровне +5 В, если входное напряжение для него превышает +5 В. Также PIC не может работать без использования своего кварцевого генератора, который используется для выполнения программный код.PIC используется как элемент обработки в реальном времени; поэтому используется высокочастотный генератор [15].

2.1.2. ИК-датчики

Три ИК-датчика используются для получения конкретных деталей, относящихся к категоризации препятствий. В этой статье предложенный принцип системы наведения показан путем введения основных датчиков и их способности обнаруживать и идентифицировать типичные объекты. Инфракрасные датчики являются основными электронными компонентами предлагаемой системы, поскольку они действуют как новые глаза для слепых.Один ИК-датчик расположен на ручном мини-джойстике для сканирования лицевой стороны, а два других датчика расположены на шляпе с правой и с левой стороны. ИК-датчики будут сканировать всю область в своем диапазоне ИК-луча. Любое препятствие, находящееся в диапазоне сканирования ИК-луча, будет отражено и уловлено приемным блоком в датчике. Обнаружение расстояния и угла зависит от тела, вызвавшего отражение луча. На рисунке 3 показана блок-схема ИК-датчика. Диапазон сканирования регулируется переключателем.Три переключателя используются для управления диапазоном датчиков в трех направлениях (то есть, когда переключатели включены, датчики будут работать на полном диапазоне; в противном случае они будут работать на своей половине диапазона). Инфракрасные датчики используются для обнаружения препятствия помимо (справа и слева) и перед жалюзи на расстоянии от 10 до 150 см.


Основными инструментами в электронном ИК-гиде являются миниатюрный джойстик и головной убор. На этих инструментах есть ИК-датчики. Эти датчики представляют собой слепые глаза, поэтому их положение очень важно для принятия правильного решения, которое зависит от их вывода.Миниатюрный ручной джойстик содержит ИК-датчик с диапазоном расстояний от 10 до 150 см. Этим диапазоном можно управлять с помощью микроконтроллера PIC, поэтому им можно управлять на половине диапазона (75 см) с помощью кнопки открытого переключателя. Преимущество сенсора заключается в его небольшом весе, который составляет около 65 г, а также он обеспечивает надлежащую защиту сенсора с помощью тонкого прозрачного слоя пластика. Головной убор — второй инструмент в предлагаемой слепой электронной системе наведения. Шляпа дает системе возможность сканировать области с правой и левой стороны жалюзи с помощью двух закрепленных на ней датчиков.Два датчика могут работать либо на полном диапазоне 150 см, либо на половине диапазона (75 см), в зависимости от того, что предпочитает пользователь, который может управлять им с помощью переключателей.

Теория работы ИК-датчика. В новых ИК-датчиках используется разработанный подход, который не только позволяет обнаруживать объекты на большем расстоянии, но и предоставляет широкий спектр информации. Эти новые домены обеспечивают гораздо лучшую невосприимчивость к условиям окружающего освещения благодаря новому методу определения дальности. Эти новые области используют небольшую линейную матрицу ПЗС и триангуляцию для расчета расстояния и присутствия объектов в поле зрения.Излучатель испускает импульс инфракрасного света. Этот свет проходит через определенную область, если в ней нет препятствий, тогда свет никогда не отражается, и в результате не видно объекта, но если на их пути есть препятствие, то свет попадает в него, и он будет отражаться . Это действие создает треугольник между точкой отражения, излучателем и детектором, как показано на рисунке 4. Углы треугольника меняются в зависимости от расстояния до объекта. Приемная часть этих новых детекторов фактически представляет собой прецизионную линзу, которая передает отраженный свет на различные части замкнутой линейной ПЗС-матрицы в соответствии с углом треугольника, описанным ранее.ПЗС-матрица может определить, под каким углом возвращался отраженный свет, и, следовательно, может рассчитать расстояние до объекта. Этот новый метод определения расстояния почти исключает помехи от окружающего света и обеспечивает удивительную разницу в цвете обнаруживаемого объекта. Инфракрасный свет направляется от передатчика к объекту впереди, проходя через конденсирующую линзу, так что интенсивность света фокусируется на определенной точке. Преломление происходит, когда свет падает на поверхность объекта.Часть преломленного света будет отправлена ​​обратно в приемник, в котором другая линза объединит эти огни и определит точку попадания. Затем свет будет передан на матрицу фототранзисторов. Положение, в которое падает свет, можно использовать для расчета расстояния () от передатчика до препятствия по следующей формуле: Таким образом, значение расстояния от фототранзисторов будет отправлено в модуль оценки сигнала до того, как оно будет изменено на напряжение, что приведет к изменению напряжения в соответствии с измеренным расстоянием, как показано на рисунке 5.



2.1.3. Считывание выходного сигнала ИК-датчика с помощью аналого-цифрового преобразователя

Выходные напряжения ИК-датчика будут изменяться в зависимости от расстояния обнаружения. Для расчета приблизительного расстояния используется следующая формула: где — расстояние в сантиметрах, а — цифровые данные преобразователя.

2.1.4. Динамики

Динамики являются основными индикаторами разработанной системы, с помощью которых слепой может легко определять форму и материал окружающих его тел.Есть два динамика: левый и правый. Если мелодия звучит из-за левого динамика, значит, в зоне действия левого ИК-датчика есть объект, а когда настройка происходит из-за правого динамика, это означает, что объект в правой части шторки выходит. Когда оба динамика подают мелодию, это означает, что препятствие находится перед слепым. Еще одним преимуществом динамиков является их небольшой вес и размер, поэтому они не создают бремени для слепых, и он / она может легко контролировать уровень звука с помощью переменного резистора, чтобы выбрать уровень звука, который не раздражает его / ее.

2.1.5. Драйвер вибрационного двигателя

L293D — это четырехтактный драйвер, предназначенный для обеспечения двунаправленного тока возбуждения до 1 А или 600 мА на канал. Все каналы являются TTL-совместимыми логическими входами, и каждый выход представляет собой полную схему возбуждения с тотемным полюсом с приемником транзистора Дарлингтона и источником псевдодарлингтона. Основная функция L293D в этой системе — управлять током, подаваемым на вибродвигатель, с помощью разрешающего контакта, подключенного непосредственно к PIC. Вибромотор показывает, насколько обнаруженное тело в зоне действия ближе к слепоте как с левой, так и с правой стороны, а когда вибратор работает с левым или правым динамиком, он указывает на то, что тело находится спереди, а также слева или справа в зависимости от динамик, который работал.На рисунке 6 показан сигнал, управляющий двигателем, и постепенное изменение ширины импульсов, возникающее в результате уменьшения расстояния от барьера.

2.1.6. Переключатели

Функция переключателей в этой системе — контролировать диапазон датчика. Когда переключатели разомкнуты (выключены), датчики работают на половине диапазона, а когда он замкнут (ВКЛ), датчики работают на полном диапазоне.

3. Результаты и обсуждение

Представленная система разработана и настроена для практического использования.Система способна обрабатывать семь состояний, с которыми могут столкнуться слепые. Система будет реагировать на каждое состояние в соответствии с определенной программой, которая закодирована и установлена ​​в микроконтроллере PIC. Первый случай, когда тело находится в правильном направлении слепого, тогда звук будет издавать только правый динамик. Во втором случае, когда тело находится слева от шторки, звук издает только левый динамик. Третий случай — когда тело находится перед слепым, звук издают как левый, так и правый динамики.Четвертый случай — когда корпус находится в зоне действия правого и переднего датчиков, то есть спереди и справа, тогда правый динамик и вибромотор будут работать вместе. Пятый случай — когда корпус находится спереди и слева от шторки, тогда сработают левый динамик и вибромотор. Шестой случай — когда тела приближаются к слепому как справа, так и слева, тогда будет работать только вибромотор. В последнем случае, когда тела движутся во всех направлениях (вперед, вправо и влево), оба динамика и вибромотор будут работать (наихудший сценарий).

3.1. Результаты испытаний

Чтобы отличить препятствие от другого, очень важно усвоить ключевые характеристики объектов, такие как материал и форма. Классификация препятствий может быть достаточно дифференцирована по их характеристикам, чтобы их можно было обнаружить. В соответствии с основной целью этой работы и с использованием простых датчиков были исследованы инфракрасные датчики для определения материалов и поверхностей препятствий. Все 10 слепых мужчин в возрасте от 18 до 50 лет участвовали в тестировании системы.Каждого участника научили понимать одну тропу (длиной 150 м). Дорожки были выбраны так, чтобы создавать препятствия из разных материалов.

3.1.1. Распознавание материалов

Одной из основных характеристик обнаруживаемых препятствий различных типов является дифференциация по типу материала в качестве первой стратегии. Для четырех материалов — стали, стекла, дерева и пластика — излучаемый ИК-датчиком сигнал анализировался на заданных расстояниях. Микроконтроллер собирает информацию, отраженную от препятствий, путем измерения ширины сигнала эхо-импульса.Ширина импульса прямо пропорциональна расстоянию до ближайшего препятствия. Регистрируя значение 16-битного внутреннего счетчика во время нарастания и спада отраженного импульса, микроконтроллер получает 16-битное значение расстояния. Препятствия располагались последовательно от 10 до 150 см (в диапазоне 10 см). Средние значения напряжения для четырех выбранных материалов приведены в таблице 2.


Тип материала Среднее выходное напряжение

Дерево Сталь
Пластик
Стекло

Все полученные данные проведенных испытаний были проанализированы с использованием SPS.Применяли однофакторный дисперсионный анализ ANOVA, за которым следовал Турция, с уровнем значимости 0,05. Существенное воздействие на вещество было замечено около напряжения (;). Этот результат показывает, что с помощью инфракрасного датчика можно различать четыре выбранных типа материала.

Однако выходной сигнал инфракрасного датчика зависит от материала и расстояния до объекта. Чем больше расстояние до объекта, тем меньше выходной сигнал. Чтобы проверить влияние этих двух факторов, среднее значение напряжения в зависимости от расстояния и категорий материала показано на рисунке 7.Было замечено значительное влияние напряжения на материал в зависимости от расстояния (;). Из рисунка хорошо видно, что дерево можно существенно отличить от других материалов на любом расстоянии. Что касается трех других материалов: пластика, металла и стекла, то различие материалов зависит от расстояния. На расстоянии менее 57 см пластик легко обнаруживается. Однако система может различать сталь и стекло на расстоянии более 57 см от головки мини-джойстика.Более того, система не смогла различить материалы на расстояниях более 140 см и менее 20 см.


3.1.2. Анализ формы

Чтобы уменьшить неоднозначность материала в зависимости от расстояния до объекта (металл по сравнению со стеклом или пластик по сравнению с металлом), второй ИК-датчик может использоваться для определения других параметров объекта, например их формы. Форма объекта была извлечена путем изменения напряжения, в то время как объект сканировался с помощью ИК-датчика в ручном мини-джойстике.Таблица 3 показывает, что система успешно обнаружила 4 типа трехмерных различных форм (треугольная пирамида, конус, цилиндр и прямоугольная пирамида). Таким образом, предлагаемую систему можно использовать в промышленных целях.


Форма объекта Количество попыток Степень обнаружения

Треугольник 93
Цилиндр 10 96
Прямоугольная пирамида 10 94

1.3. Общая точность системы

Система была протестирована на 10 слепых испытуемых с использованием препятствий разной формы и материалов на разных расстояниях. Результаты эксперимента очень обнадеживают. Он выявил точность 93%, что указывает на то, что система эффективна и уникальна по своим возможностям в определении источника и расстояния до объектов, которые могут встретиться слепым.

3.2. Технические характеристики параметров

Чтобы оценить производительность предлагаемой системы наведения, следует рассмотреть несколько параметров.Первый важный параметр — это потребляемая мощность системы и как долго она будет работать без подзарядки. Рассмотрены следующие параметры: потребление электроэнергии 0–0,5 Вт считается малым, 0,5–1 Вт — средним, а более 1 Вт — высоким. Второй параметр — это дальность действия. Инструмент, который может обнаруживать препятствия на расстоянии 0–2 м, может рассматриваться как устройство малого радиуса действия, 2–4 м — как средний диапазон, а более 4 м — как большой диапазон.Третий параметр — время отклика, и система, обнаруживающая и реагирующая на 0–100 мс, считается быстрой, 100–200 мс — средней, а более 200 мс — медленной. Портативность — еще один важный параметр системы. Система, которую субъект может носить и использовать в течение длительного времени, считается портативной системой; в противном случае он считается непереносимым. Еще одним параметром считается легкость использования системы. Простое в использовании устройство на самом деле легко доступно и легко функционирует.Наконец, неинвазивное использование системы рассматривается как ее свойство. В таблице 4 сравниваются вышеупомянутые параметрические характеристики для различных систем.

Простота использования Низкий

6 Неинвазивный 908 требуется 906

Система Потребляемая мощность Диапазон Портативность Инвазивность Время отклика Простота использования
Средний Да Неинвазивный Быстрый Дружественный (нет необходимости в обучении)
NavBelt Средний Низкий Нет
Белая трость Высокая Средняя Нет Инвазивная Средняя Не дружественная (требуется обучение)
NAVI Высокая Высокая Высокая Высокая Не дружелюбный (требуется поезд) ing)

3.3. Сравнение с другими системами

Как упоминалось во введении, любую новую технологию следует сравнивать с уже имеющейся и современной технологией. Предлагаемая система сравнивается с системой NavBelt, которую пользователь носит как пояс вокруг талии и через набор стереонаушников для передачи акустических сигналов, которые направляют пользователя вокруг препятствий. Однако система NavBelt страдает определенными ограничениями, такими как сложность передачи информации пользователю для обеспечения быстрой ходьбы, с другой стороны, NavBelt необходимо использовать вместе с белой тростью [4, 16].На этапе текущих разработок очевидно, что белая трость потенциально может с точки зрения стоимости, веса, электроэнергии и надежности обнаруживать препятствия на полу. Однако, если пол представляет собой полностью отражающую поверхность, то устройство лазерного сканирования трости выйдет из строя. Помимо выявленных трудностей белой трости в обнаружении скрытых препятствий, она представляет трудности для пользователя при хранении ее в общественном месте [16, 17]. Результаты показывают, что предлагаемая система может обнаруживать более далекие препятствия с помощью инфракрасных и других датчиков и может предоставлять более точную информацию о дальности препятствия, чем вышеупомянутые гидролокаторные системы.Более того, система преодолевает ограничения системы на основе камеры из-за ее неинвазивного характера, низкого энергопотребления, низкой стоимости, простоты и легкости настройки. Однако даже на этой ранней стадии внедрения системы есть много преимуществ в использовании недавно предложенной системы: во-первых, она безопасна, недорога и ее можно носить где угодно; когда есть какие-то препятствия, система предупреждает пользователя и позволяет ему лучше понять пространство вокруг него за счет обнаружения материала и формы объекта.Таким образом, слепой может изменить свой путь и двигаться более безопасно и легко. Несмотря на то, что предложенная система смогла успешно работать, есть некоторые будущие работы, которые будут сосредоточены на замене мелодии говорящего реальным человеческим звуком, чтобы точно направлять слепых. Кроме того, далее будет рассмотрен тест на обнаружение формы для объектов, которые движутся с разной скоростью вращения на несколько расстояний.

4. Заключение

Предлагается простая, дешевая, конфигурируемая, легкая в обращении электронная система наведения для конструктивного помощника и поддержки слепых и слабовидящих людей.Система спроектирована, внедрена, протестирована и верифицирована. Результаты работы системы в реальном времени обнадеживают; он показал точность 93% в обнаружении различных форм, материалов и расстояний. Результаты показывают, что система эффективна и уникальна по своей способности определять источник и расстояние до объектов, которые могут встретиться слепым. Он может сканировать области слева, справа и перед слепым, независимо от его высоты или глубины. Поэтому его одобрили те, кто участвовал в тестировании.ИК-датчик был полностью использован для безопасного и независимого продвижения слепых и слабовидящих людей. Эта система не требует большого устройства, которое нужно держать на большом расстоянии, а также не требует специальной подготовки. Эта система также устраняет ограничения, связанные с большинством проблем с движением, которые могут влиять на слепых людей в их окружении. Дальнейшая работа будет сосредоточена на улучшении характеристик системы и снижении нагрузки на пользователя путем замены мелодии динамика реальным человеческим звуком, чтобы точно направлять слепых.Кроме того, далее будет рассмотрен тест на обнаружение формы для объектов, которые движутся с разной скоростью вращения на несколько расстояний.

Как создавать веб-сайты для слепых и слабовидящих

По данным Всемирной организации здравоохранения, по оценкам, 253 миллиона человек во всем мире живут с нарушениями зрения. 36 миллионов слепых и 217 миллионов имеют нарушения зрения от умеренного до тяжелого.

По состоянию на 2014 год в Великобритании зарегистрировано около 360 000 слепых или слабовидящих.Но это только люди, которые зарегистрированы. По данным RNIB, эта цифра не учитывает «тех, кто ожидает лечения, тех, чье зрение может быть улучшено, тех, кто не встал на учет по какой-либо причине, а также людей, чья потеря зрения не на уровне, который позволяет им регистр.»

По оценкам RNIB, более точная цифра составляет примерно два миллиона человек, живущих со значительной потерей зрения в Великобритании .

Вот некоторые из реалий людей, живущих с потерей зрения в современном мире:

  • Почти половина слепых и слабовидящих людей чувствуют себя «умеренно» или «полностью» отрезанными от людей и вещей вокруг них.
  • Пожилые люди с потерей зрения почти в три раза чаще страдают депрессией, чем люди с хорошим зрением.
  • Только каждый четвертый зарегистрированный слепой и слабовидящий человек трудоспособного возраста имеет работу.

Тем не менее, достижения в области сетевых технологий открыли мир для слепых и слабовидящих людей в позитивном свете и могут помочь им почувствовать себя более связанными с друзьями, семьей и услугами по всему миру.

Как показывает интервью Пола Джонсона слепому интернет-пользователю Сунил Пеку, выросшему в доинтернетовскую эпоху, «приход интернета был (даже более) значительным для людей с нарушениями зрения.[Сунил] объяснил, что «именно благодаря Интернету в 25 лет я прочитал свою первую газету». В то время то, что мы считали само собой разумеющимся, было просто недоступно для слепых ».

Для 3% жителей Великобритании навигация в онлайновом мире связана со специфическим набором проблем, возникающих не только из-за плохого дизайна, но и из-за бездумного дизайна. Мы можем сделать все возможное, чтобы избежать создания веб-сайта с плохой навигацией и запутанными меню, но многие ли из нас забывают добавлять альтернативный текст к изображениям или даже делать их нечетко читаемыми?

Эта статья расскажет, как сделать ваш собственный веб-сайт максимально доступным для людей с нарушениями зрения.

Это исследование, основанное на информации из многочисленных источников и мнений, которое не обязательно будет носить слишком технический характер, но я укажу на ресурсы, где вы можете узнать больше. Он также затронет различные уровни зрения, в том числе дальтонизм.

Какие вспомогательные технологии наиболее популярны при использовании Интернета?

В ноябре 2016 года Gov.uk опубликовал результаты своего опроса по вспомогательным технологиям, в котором Государственная цифровая служба опросила 712 пользователей о том, какие устройства, веб-браузеры и вспомогательные технологии они используют для доступа к GOV.СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО.

Вот результаты:

  • Увеличитель экрана 30%
  • Программа чтения с экрана 29%
  • Распознавание речи 18%
  • Читаемость 15%
  • Другое 8%

Согласно опросу, 30% пользователей сообщили правительству .uk, что они используют экранную лупу, которая представляет собой часть программного обеспечения, которое увеличивает и улучшает все, что пользователи читают и взаимодействуют. 38% этих луп также имеют возможности чтения с экрана, причем ZoomText чаще всего используется в обеих категориях.Среди других популярных экранных луп — Supernova и MAGic.

Почти такой же процент респондентов обращался к GOV.UK с помощью программы чтения с экрана. Gov.uk описывает программу чтения с экрана как приложение, которое превращает экранный контент в речь или отображает его на дисплее Брайля. Большинство программ чтения с экрана состоит из двух компонентов: программы чтения с экрана и механизма преобразования текста в речь (TTS), который преобразует текст программы чтения с экрана в речь.

Чаще всего используется JAWS (или доступ к заданию с помощью речи).За ним следует VoiceOver, функция для продуктов Apple, которая дает «слуховые описания каждого экранного элемента и дает полезные подсказки по пути — предпочитаете ли вы использовать жесты, клавиатуру или дисплей Брайля».

Вот компьютерный программист Остин Серафин, слепой с рождения, о функции VoiceOver в iPhone и о том, как она повлияла на его жизнь.

Советы по макияжу для слепых или слабовидящих людей

Эта история является частью The Beauty of Accessibility , нашей серии статей об инклюзивности и представительстве людей с ограниченными возможностями в индустрии красоты и за ее пределами.

Мне было 24 года, я работала клерком в медицинской документации и внештатным визажистом , когда казалось, что небольшая часть моего центрального зрения исчезла. Мое периферическое зрение было в порядке, но в центре у меня были слепые пятна, мерцающее зрение, полосы света и темные пятна. Я подумал, что это была одна из редких мигреней со зрительной аурой, от которой я время от времени страдал с 16 лет. Но когда я проснулся на следующий день, мое центральное зрение стало хуже; мало ли я знал, что проведу следующие девять месяцев, когда меня толкают и толкают, прежде чем мне поставят диагноз неизлечимого, неизлечимого заболевания глаз, называемого острой макулярной нейроретинопатией .

Я перестала делать макияж клиентам и себе на целый год. Вскоре, однако, сформировалось сообщество красоты в Instagram, и я обнаружила, что снова обращаюсь к макияжу. Я был ржавым, и навыки и методы, которые я развил раньше, не применились в моей новой жизни с ослабленным зрением. Мне потребовалось гораздо больше времени, чтобы заполнить анфас, и я знал, что ни один клиент не собирается просидеть восьмичасовую сессию, которую мне придется перезапускать четыре раза из-за ошибок. Но у меня было лицо, небольшая коллекция макияжа, которую я использовал для своего художественного набора, и у меня был Instagram — все, что мне было нужно, чтобы соответствовать, если не превосходить, моим навыкам, когда я был полностью зрячим.Я был слабовидящим уже восемь лет, и почти столько же я делаю макияж в Instagram. Это одни из моих лучших советов.

Все продукты, представленные на Allure , независимо отобраны нашими редакторами. Когда вы покупаете что-то через наши розничные ссылки, мы можем получать партнерскую комиссию, которая поддерживает нашу журналистику.

Базовый макияж

1. Во-первых, сохраните базу напоследок.

Fallout может быть грязным.Избавьтесь от хлопот по очистке тонального крема, консилера и контура, сделав макияж глаз до до остальной части вашей рутины.

2. Используйте зеркала с близкого расстояния и с расстояния в несколько футов.

Слишком много внимания уделяется идеальному расположению и четкому контуру в одной области лица за раз, что может привести к тому, что взгляд станет более грубым, чем предполагалось. Другие люди обычно не подходят к вашему лицу достаточно близко, чтобы увидеть крошечные недостатки, которые может уловить увеличенное зеркало.Посмотрите в зеркало с расстояния в несколько футов, чтобы увидеть себя так, как вас увидят собеседники.

3. Не бойтесь ошибок! Вот для чего нужен консилер.

Если я добавлю слишком много средства для лица, например румян, я воспользуюсь консилером и губкой, чтобы мягко стереть ошибку, а затем попытаюсь нанести повторно. Небольшого количества консилера или тонального крема, оставшегося на губке после нанесения тонального крема, часто бывает достаточно, чтобы нейтрализовать или даже полностью скрыть ошибки.

4. Растушуйте чистыми кистями.

Когда я думаю, что закончил с основой, я беру большую пушистую кисть, чтобы нанести мой контур и края основы в последний раз. На этом этапе необходима чистая кисть — вы не хотите добавлять больше продукта, просто растушуйте то, что уже есть. Старайтесь хранить чистые кисти в специально отведенном месте, чтобы легко за ними следить.

Макияж для глаз

1. Используйте ленту в качестве направляющей для прямых краев — просто убедитесь, что лента имеет минимальное прилипание к ней.

Я выстраиваю ленту так, как будто продлеваю нижнюю линию ресниц к кончику бровей. Слишком липкая лента потянет за нежную кожу вокруг глаз.

Почему у меня слепое пятно в глазах? Что нужно знать о скотоме

Если вы видите слепое пятно в глазах, у вас может быть так называемая скотома. Узнайте больше об этом состоянии и о том, серьезно ли оно.

Скотома — это слепое пятно или частичная потеря зрения в совершенно нормальном поле зрения.Он может выглядеть как темное, нечеткое или размытое пятно или как единое мерцающее пятно или световые дуги. Некоторые другие симптомы скотомы включают проблемы со зрением определенных цветов или ощущение, что вы не можете четко видеть при тусклом свете.

Обычно скотома не является серьезным заболеванием, но может быть признаком более серьезной проблемы со зрением или здоровьем.

Что вызывает слепое пятно?

У каждого человека есть обычное слепое пятно размером с булавочную головку.В этом месте зрительный нерв проходит через сетчатку, где нет фоторецепторов для обнаружения света. Отсутствие светочувствительных клеток означает, что глаз не может посылать сигналы в мозг.

Об этом слепом пятне беспокоиться не о чем, и мы обычно даже не замечаем его, потому что наш мозг так хорош в заполнении пробелов и предоставлении необходимой нам визуальной информации.

С другой стороны, скотома заметна и может нарушать наш обычный распорядок дня и затруднять повседневные действия, такие как вождение автомобиля и чтение.

Так что же вызывает эти аномальные слепые пятна? Скотома может развиться в результате ряда различных, даже серьезных заболеваний:

  • Отслойка сетчатки
  • Диабетическая ретинопатия
  • Дегенерация желтого пятна
  • Глаукома
  • Высокое кровяное давление
  • Инсульт или транзиторная ишемическая атака (ТИА)
  • Травма головы
  • Опухоль головного мозга
  • Воспаление или повреждение зрительного нерва
  • Рассеянный склероз (МС)

Некоторые временные скотомы могут быть вызваны менее серьезными проблемами со здоровьем, такими как гормональные изменения, стресс или мигрень, или даже низкий приток крови к мозгу.