DOI: https://doi.org/10.18041/1900-3803/entramado.1.13159
تاريخ النشر: 2026-01-08
المؤلف: Leandro Flórez Aristizábal وآخرون
الموضوع الرئيسي: التكنولوجيا المساعدة في التواصل والتنقل
نظرة عامة
تقدم هذه الورقة البحثية إطار عمل DesignABILITY المعدل، وهو منهجية مكونة من خمس مراحل تركز على المستخدم تهدف إلى تعزيز تطوير التقنيات المساعدة للأفراد الذين يعانون من إعاقات شديدة في الكلام والحركة. إحدى الابتكارات الرئيسية في هذا الإطار هي مرحلة “تخطيط التمكين”، التي تركز على استغلال إمكانيات المستخدم بدلاً من مجرد معالجة الاحتياجات الفورية. تم التحقق من فعالية الإطار من خلال تطوير نظام MorSpeech، الذي يجمع بين تطبيق متعدد المنصات مع أجهزة ESP32 ويستخدم مدخلات بديلة مثل الخضروات وحاويات الماء. على الرغم من التحديات في تجنيد المشاركين بسبب التعقيدات الأخلاقية وطبيعة الإعاقات المتنوعة، تم تقييم النموذج الأولي من قبل ثلاثة أفراد يعانون من حالات مثل الشلل الدماغي والتصلب الجانبي الضموري، محققين معدل إكمال للمهام بنسبة 100% لمشاركين اثنين.
تؤكد النتائج على فعالية إطار DesignABILITY في توجيه إنشاء أدوات مساعدة وظيفية وجذابة. سهلت عملية التصميم التكرارية تحسينات مستمرة بناءً على ملاحظات المستخدمين، مما عزز قابلية الاستخدام وتجربة المستخدم. أدت إضافة عناصر الألعاب، مثل المكافآت وآليات التعلم المنظمة، إلى زيادة كبيرة في تفاعل المستخدمين وتحفيزهم. بشكل عام، تُظهر الدراسة أن إطار DesignABILITY لا يعالج فقط الاحتياجات المحددة للمستخدمين الذين يعانون من إعاقات حركية وكلامية، بل يعزز أيضًا بيئة شاملة وتمكينية، مما يحسن في النهاية تجارب التعلم لديهم وقدرتهم على مواجهة التحديات المرتبطة بإعاقاتهم.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية التقدم في التقنيات المساعدة (AT) التي تعزز جودة الحياة للأفراد ذوي الإعاقات. تتراوح هذه التقنيات من أدوات بسيطة إلى أنظمة معقدة، مثل واجهات الدماغ-الكمبيوتر، التي يمكن أن تساعد بشكل كبير أولئك الذين يعانون من إعاقات حركية أو صعوبات في الكلام ناتجة عن حالات مثل التصلب الجانبي الضموري (ALS) والشلل الدماغي. ومع ذلك، فإن التكلفة العالية للتقنيات المتقدمة غالبًا ما تحد من إمكانية الوصول إليها في البلدان النامية، مما يبرز الحاجة إلى حلول ميسورة التكلفة. يُقترح إطار DesignABILITY كوسيلة لإنشاء تقنيات مساعدة شاملة وفعالة من خلال التركيز على احتياجات المستخدم وتمكين طرق تفاعل متنوعة.
تقدم الورقة نظام MorSpeech، وهو أداة تعليمية مصممة لتعليم شفرة مورس كطريقة تواصل منخفضة التكلفة للأفراد الذين يعانون من تحديات في الكلام أو التحكم الحركي. يجمع MorSpeech بين الأجهزة والبرمجيات، مستخدمًا تطبيقًا مخصصًا على الهواتف المحمولة يعتمد على Flutter متصل بوحدة ESP32، مما يسمح للمستخدمين بالتفاعل باستخدام أشياء يومية. تركز المراحل الخمس للإطار على تصميم يركز على المستخدم وملاحظات تكرارية من المستخدمين والخبراء، مع معالجة التحديات في تجنيد المشاركين لاختبار التقنيات المساعدة. تسهم الدراسة بشرح مفصل لإطار DesignABILITY المعدل وتطبيقه في تطوير نظام MorSpeech، مع تسليط الضوء بشكل خاص على مرحلة “تخطيط التمكين”، التي تدعم استراتيجياً المستخدمين في التغلب على التحديات المحددة المتعلقة بإعاقاتهم.
طرق
تركز المنهجية لتصميم وتطوير MorSpeech على إنشاء نظام تواصل مصمم خصيصًا للأفراد الذين يعانون من إعاقات حركية وكلامية، بما في ذلك أولئك المتأثرين بالتصلب الجانبي الضموري (ALS) والشلل الدماغي وحالات السكتة الدماغية. الهدف الرئيسي من MorSpeech هو تعزيز جودة الحياة لهؤلاء الأفراد من خلال تسهيل التواصل الفعال والتفاعل مع الآخرين.
من خلال معالجة الاحتياجات المحددة للمستخدمين الذين يعانون من مثل هذه الإعاقات، يهدف MorSpeech إلى تعزيز الاستقلالية الأكبر والاندماج الاجتماعي. تم إبلاغ تصميم النظام بالتحديات الفريدة التي تواجه هذه الفئة، مما يضمن أن يكون سهل الوصول ومناسبًا للاستخدام، وبالتالي تمكين المستخدمين من الانخراط بشكل كامل في بيئاتهم الاجتماعية.
نتائج
في هذا القسم، يتم تقديم نتائج تقييم نموذج MorSpeech الأولي، مع التركيز على مشاركين اثنين يعانيان من إعاقات حركية وكلامية. استخدم التقييم مقاييس رئيسية مثل معدل إكمال المهام، ووقت المهام، وعدد الأخطاء لكل مهمة لقياس فعالية النظام. قدمت هذه المقاييس رؤى حول تجارب المشاركين، مما يبرز نقاط القوة والضعف في النظام.
من الجدير بالذكر أن نتائج المشارك C تم استبعادها من التحليل بسبب عدم قدرته على إكمال أي مهام. نشأت هذه القيود من قيود الوقت في التطبيق، التي لم تستوعب معدل الإدخال الأبطأ لشفرة مورس. وبالتالي، تم إجراء تقييم متميز لهذا المشارك، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من التعديلات لتعزيز قابلية الاستخدام للأفراد ذوي القدرات المتنوعة.
مناقشة
تؤكد قسم المناقشة في الورقة البحثية على الدور الحاسم للتقنيات المساعدة (AT) في تحسين حياة الأفراد ذوي الإعاقات، وخاصة أولئك الذين يعانون من إعاقات حركية وكلامية. تم تسليط الضوء على أنظمة التواصل المعززة والبديلة (AAC) كأدوات حيوية تسهل التواصل للأفراد الذين يعانون من صعوبات في الكلام، مما يحسن بشكل كبير من مشاركتهم في الأنشطة الاجتماعية والتعليمية والمهنية. تؤكد الورقة على ضرورة وجود حلول AT فعالة من حيث التكلفة، خاصة في المناطق ذات الدخل المنخفض، وتناقش مجموعة متنوعة من الأدوات منخفضة التكلفة التي تم تطويرها لدعم التعليم والحياة اليومية للأشخاص ذوي الإعاقات.
يتناول القسم أيضًا الأسباب والتحديات المرتبطة بالإعاقات الحركية والكلامية، مشيرًا إلى أن حالات مثل الشلل الدماغي، والتصلب الجانبي الضموري، والسكتات الدماغية تسهم في صعوبات التواصل. يشير المؤلفون إلى أن الأطر الحالية لتصميم التقنيات المساعدة، مثل إطار DesignABILITY، قد تطورت لتلبية الاحتياجات الفريدة للمستخدمين ذوي القدرات المتنوعة. يقدم إطار DesignABILITY المعدل عملية مكونة من خمس مراحل—تقييم القدرات، تخطيط التمكين، تصميم التفاعل، النمذجة، والتقييم—تهدف إلى إنشاء أنظمة تفاعلية شاملة تركز على المستخدم. تم تطبيق هذا الإطار في تطوير MorSpeech، وهي أداة مبتكرة مصممة لمساعدة التواصل للأفراد الذين يعانون من إعاقات حركية وكلامية شديدة، مما يوضح أهمية التصميم المخصص وتمكين المستخدم في تطوير التكنولوجيا المساعدة.
DOI: https://doi.org/10.18041/1900-3803/entramado.1.13159
Publication Date: 2026-01-08
Author(s): Leandro Flórez Aristizábal et al.
Primary Topic: Assistive Technology in Communication and Mobility
Overview
This research paper introduces the revised DesignABILITY framework, a five-stage user-centered methodology aimed at enhancing the development of assistive technologies for individuals with severe speech and motor impairments. A key innovation within this framework is the “Empowerment Planning” stage, which focuses on leveraging user potential rather than merely addressing immediate needs. The framework’s efficacy was validated through the development of the MorSpeech system, which combines a multiplatform application with ESP32 hardware and utilizes alternative inputs such as vegetables and water containers. Despite challenges in participant recruitment due to ethical complexities and the diverse nature of impairments, the prototype was evaluated by three individuals with conditions like cerebral palsy and amyotrophic lateral sclerosis, achieving a 100% task completion rate for two participants.
The findings underscore the DesignABILITY framework’s effectiveness in guiding the creation of functional and engaging assistive tools. The iterative design process facilitated continuous improvements based on user feedback, enhancing usability and user experience. The incorporation of gamification elements, such as rewards and structured learning mechanics, significantly increased user engagement and motivation. Overall, the study demonstrates that the DesignABILITY framework not only addresses the specific needs of users with motor and speech impairments but also fosters an inclusive and empowering environment, ultimately improving their learning experiences and ability to navigate challenges associated with their disabilities.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the advancements in assistive technologies (AT) that enhance the quality of life for individuals with disabilities. These technologies range from simple tools to complex systems, such as brain-computer interfaces, which can significantly aid those with motor impairments or speech difficulties caused by conditions like Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) and cerebral palsy. However, the high cost of advanced technologies often limits their accessibility in developing countries, highlighting the need for affordable solutions. The DesignABILITY framework is proposed as a means to create inclusive and effective AT by focusing on user needs and enabling diverse interaction methods.
The paper presents the MorSpeech system, an educational tool designed to teach Morse code as a low-cost communication method for individuals with speech or motor control challenges. MorSpeech combines hardware and software, utilizing a Flutter-based mobile application connected to an ESP32 module, allowing users to interact using everyday objects. The framework’s five stages emphasize user-centered design and iterative feedback from users and experts, addressing challenges in participant recruitment for testing assistive technologies. The study contributes a detailed explanation of the revised DesignABILITY framework and its application in developing the MorSpeech system, particularly highlighting the ‘Empowerment Planning’ stage, which strategically supports users in overcoming specific challenges related to their impairments.
Methods
The methodology for the design and development of MorSpeech focuses on creating a communication system tailored for individuals with motor and speech impairments, including those affected by amyotrophic lateral sclerosis (ALS), cerebral palsy, and stroke-related conditions. The primary objective of MorSpeech is to enhance the quality of life for these individuals by facilitating effective communication and interaction with others.
By addressing the specific needs of users with such impairments, MorSpeech aims to promote greater independence and social integration. The system’s design is informed by the unique challenges faced by this population, ensuring that it is both accessible and user-friendly, thereby empowering users to engage more fully in their social environments.
Results
In this section, the evaluation results of the MorSpeech prototype are presented, focusing on two participants with motor and speech impairments. The assessment utilized key metrics such as task completion rate, task time, and the number of errors per task to gauge the system’s effectiveness. These metrics provided insights into the participants’ experiences, highlighting both the strengths and weaknesses of the system.
Notably, the results for participant C were excluded from the analysis due to their inability to complete any tasks. This limitation arose from the app’s time constraints, which did not accommodate a slower input rate for Morse code. Consequently, a differentiated evaluation was conducted for this participant, emphasizing the need for further adjustments to enhance usability for individuals with varying capabilities.
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the critical role of Assistive Technologies (AT) in enhancing the lives of individuals with disabilities, particularly those with motor and speech impairments. Augmentative and Alternative Communication Systems (AAC) have been highlighted as vital tools that facilitate communication for individuals with speech difficulties, significantly improving their engagement in social, educational, and vocational activities. The paper underscores the necessity for cost-effective AT solutions, especially in low-income regions, and discusses various low-cost tools developed to support education and daily living for persons with disabilities.
The section also delves into the causes and challenges associated with motor and speech impairments, noting that conditions such as cerebral palsy, amyotrophic lateral sclerosis, and strokes contribute to communication difficulties. The authors point out that existing frameworks for designing assistive technologies, such as the DesignABILITY framework, have evolved to address the unique needs of users with diverse abilities. The revised DesignABILITY framework introduces a five-stage process—Abilities Assessment, Empowerment Planning, Engagement Design, Prototyping, and Evaluation—aimed at creating user-centered, accessible interactive systems. This framework was applied in the development of MorSpeech, an innovative tool designed to aid communication for individuals with severe motor and speech impairments, demonstrating the importance of tailored design and user empowerment in assistive technology development.