Forscher der Baylor University nutzen 3D-Druck und die alte Kunst der Litophane, um sehbeinträchtigen Forschern wissenschaftliche Informationen zugänglicher zu machen. Ein besonderer Moment war es, als ein blinder Co-Autor der Studie zum ersten Mal Daten durch Berühren von hochauflösenden taktilen Grafiken sehen konnte. Ein Frühinterventionsprojekt soll blinden und sehbehinderten Schülern frühzeitig einen besseren Zugang zu MINT-Wissenschaften ermöglichen.

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Chemiker der Baylor University nutzen laut einer Pressemitteilung die alte Kunstform der Lithophane zusammen mit 3D-Druckern, um große Fortschritte bei der Integration von Menschen mit Sehbeeinträchtigung in die Wissenschaft zu erzielen. Dazu wandeln sie wissenschaftliche Daten in taktile Grafiken.

In ihrer Studie mit dem Titel „Study combines lithophane, 3D printing to enable individuals to ’see‘ data regardless of level of eyesight“ verglichen sie, wie blinde und sehende Menschen lithophanierte Daten durch Berührung oder Sehvermögen interpretierten. Dazu testeten sie die fünf Lithophan-Formen – Gel-Elektropherogramme, Mikroaufnahmen, elektronische und Massenspektren sowie Lehrbuchillustrationen. Sie interpretierten laut der Studie alle fünf Litophane durch taktiles Erfassen oder Sehen mit einer Gesamtgenauigkeit von 79 %.

Bryan Shaw, Ph.D., Professor für Chemie und Biochemie, der die Shaw Research Group bei Baylor leitete, sagte:

„Diese Forschung ist ein Beispiel dafür, wie Kunst die Wissenschaft zugänglicher und integrativer macht. Die Daten und Bilder der Wissenschaft – zum Beispiel die atemberaubenden Bilder des neuen Webb-Teleskops – sind für blinde Menschen unzugänglich. Wir zeigen jedoch, dass dünne durchscheinende taktile Grafiken, sogenannte Lithophane, all diese Bilder für jeden zugänglich machen können, unabhängig vom Sehvermögen. Wie wir gerne sagen: ‚Daten für alle‘.“

Was sind Lithophane?

Lithophanien sind dünne Gravuren aus durchscheinenden Materialien (früher Porzellan oder Wachs, heute Kunststoff), die im Umgebungslicht zunächst undurchsichtig erscheinen. Werden sie von hinten von einer beliebigen Lichtquelle beleuchtet, leuchten sie wie ein digitales Bild. Die Lichtstreuung, die durch das durchscheinende Material fällt, führt dazu, dass dünnere Bereiche heller und dickere Bereiche dunkler erscheinen.

Co-Hauptautor Jordan Koone, ein Doktorand in Chemie bei Baylor und Mitglied von Shaws Labor, sagte:

„Es war großartig zu sehen, wie blinde Menschen, denen ihr ganzes Leben lang gesagt wurde, dass sie in den Bereichen der Wissenschaft keine herausragenden Leistungen erbringen könnten, Daten genauso leicht interpretieren wie eine sehende Person.“

Person "fühlt" 3D-gedruckte Informationen
Mit 3D-Druck und Lithographie gelang es Forschern, dass blinde Personen einen besseren Zugang zur Wissenschaft erhalten (im Bild: Beispiel für 3D-gedruckte Lithophane, mit denen blinde Forscher Daten mit ihren Fingerspitzen „sehen“)(Bild © Elizabeth Shaw).

Umfangreiche Tests

An den Tests haben sehende Schüler mit oder ohne Augenbinde und fünf Personen, die seit ihrer Kindheit oder Jugend vollständig blind sind oder eine Sehbeeinträchtigung haben, teilgenommen. Vier der blinden Personen haben einen Ph.D.-Abschluss in Chemie. Die fünfte Person studiert an der Baylor und verlor ihr Augenlicht in der High School.

Co-Hauptautor Chad Dashnaw, ein Doktorand in Chemie bei Baylor, ebenfalls in Shaws Labor, erklärte:

„Die Forschung versucht zu beantworten, ob blinde Menschen Teil von MINT sein können? Lithophane bieten ein Datenformat, das universell zwischen sehenden und blinden Personen geteilt werden kann, wodurch STEM für diejenigen zugänglicher wird, die zuvor übersehen wurden.“

Die Studie ergab, dass die durchschnittliche Testgenauigkeit für alle fünf Lithophane bei:

96,7 % für blinde taktile Interpretation,
92,2 % für sehende Interpretation von hinterleuchteten Lithophanien und
79,8 % für taktiles Dolmetschen mit verbundenen Augen liegt.

Digitale Bilder konnten sehende Teilnehmer auf dem Computerbildschirm zu 88,4 % mit ihrem Sehvermögen richtig interpretieren. Die taktile Genauigkeit der blinden Chemiker war bei 80 % der Fragen gleich oder besser als die visuelle Interpretation von Lithophanien. Das zeigt, dass Lithophane als gemeinsam nutzbares Datenformat geeignet sein könnten. Shaw erklärt, dass manche der blinden Chemiker eine solche taktile Sensibilität in der Studie zeigten, dass sie taktile Merkmale der Daten fühlen könnten, die sehende Personen kaum selbst erkennen.

Ein bedeutsamer Moment

Der Co-Autor der Studie, Hoby B. Wedler, Ph.D., ein Unternehmer, Chemiker und CEO der Wedland Group in Petaluma, Kalifornien, interpretierte erstmals Lithophanie-Daten während eines Zoom-Gesprächs mit Shaw. Das war ein bedeutsamer Moment, da der blind geborene Wedler zum ersten Mal Daten durch Berühren von hochauflösenden taktilen Grafiken sehen konnte.

Dashnaw erklärte weiter:

„Die fünf blinden Co-Autoren an diesem Projekt gehören zu den interessantesten und fleißigsten Personen, mit denen ich je das Vergnügen hatte zusammenzuarbeiten. Seit Jahren haben sie von Dingen wie SDS-PAGE oder Massenspektren gehört. Aber sie hatten noch nie die Gelegenheit gehabt, eines selbst zu beobachten, geschweige denn zu interpretieren. Die Lithophane gaben ihnen diese Gelegenheit. Sie konnten genau erklären, was sie fühlten, und es passte perfekt zu dem, was wir sahen.“

Frühinterventionsprojekt

Ein vom National Institutes of Health (NIH) mit 1,3 Mio. USD bezuschusstes Frühinterventionsprojekt soll die Laborarbeit öffnen und Unterrichtsmaterialien und -Geräte für taktile Chemie bereitstellen. Blinde und sehbehinderte Schüler sollen an denselben Rollen und Routinen teilzunehmen wie ihre sehenden Kollegen, einschließlich der Verwendung von Lithophane. Das Team hofft, dass das Programm so skaliert werden kann, dass es Ressourcen für Kinder umfasst, die mit dem Studium der Naturwissenschaften erst beginnen.

Weitere Beispiele, wie Menschen mit Beeinträchtigungen durch den 3D-Druck im Alltag unterstützt werden können, finden Sie in der Themenkategorie 3D-Druck für Menschen mit Beeinträchtigungen. Abonnieren Sie unseren Newsletter und verpassen Sie keine weiteren Neuigkeiten.

Blinder Wissenschaftler sieht Daten zum ersten Mal (Video)

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