Matematica e scienze I libri di testo in Braille sono costosi e richiedono uno sforzo enorme per essere prodotti, fino ad ora. Un team di ricercatori ha sviluppato un metodo per creare facilmente libri di testo in Braille, con un focus iniziale sui libri di matematica. Il nuovo processo è reso possibile da un nuovo sistema di authoring che funge da "traduttore universale" per i formati dei libri di testo, combinato con miglioramenti al metodo standard per inserire la matematica in una pagina Web. Basare il nuovo lavoro su sistemi consolidati farà sì che la produzione di libri di testo in Braille diventi facile, poco costoso, e diffuso.

"Questo progetto riguarda l'equità e la parità di accesso alla conoscenza, " disse Martha Siegel, una professoressa emerita della Towson University nel Maryland. Siegel ha incontrato uno studente cieco che aveva bisogno di un libro di testo di statistica per un corso richiesto. Il libro è stato ordinato ma ci sono voluti sei mesi (e diverse migliaia di dollari) per prepararlo, causando allo studente un significativo ritardo nei suoi studi. Siegel e Al Maneki, un matematico in pensione della NSA che serve come consulente senior STEM alla Federazione nazionale dei ciechi e che è lui stesso cieco, deciso di fare qualcosa al riguardo.

"Data la straordinaria tecnologia disponibile oggi, abbiamo pensato che sarebbe stato facile mettere insieme gli strumenti esistenti in un processo automatizzato, " disse Alexei Kolesnikov. Kolesnikov, un collega di Siegel alla Towson University, è stato reclutato per il progetto nell'estate del 2018. L'automazione del processo è la chiave, perché attualmente i libri Braille sono creati da persone esperte che ridigitano dalla versione stampata, che comporta tempi e costi considerevoli. Convertire le parole è facile:il Braille è solo un altro alfabeto. La parte difficile è trasmettere la struttura del libro in modo non visivo, convertire le formule matematiche, e la conversione di grafici e diagrammi.

La collaborazione che ha risolto il problema si è costituita a gennaio, 2019, con l'aiuto dell'American Institute of Mathematics, attraverso le sue connessioni nelle comunità di ricerca e di educazione matematica.

"Gli insegnanti di matematica che hanno lavorato con studenti ipovedenti comprendono le sfide uniche che devono affrontare, " disse Henry Warchall, Senior Adviser presso la Divisione di Scienze Matematiche presso la National Science Foundation, che finanzia l'American Institute of Mathematics. "Sviluppando un modo automatizzato per creare libri di testo di matematica Braille, questo progetto sta rendendo la matematica molto più accessibile, portando avanti l'obiettivo della NSF di ampliare la partecipazione all'impresa scientifica della nazione."

Ci sono tre problemi principali da risolvere quando si produce una versione Braille di un libro di testo. Il primo è la struttura generale. Un tipico libro di testo utilizza indizi visivi per indicare capitoli, sezioni, didascalie, e altri punti di riferimento. In Braille tutte le lettere hanno la stessa dimensione e forma, quindi questi elementi strutturali sono descritti con simboli speciali. Le altre questioni chiave sono la trasmissione accurata di formule matematiche complicate, e fornendo un modo non visivo per rappresentare grafici e diagrammi.

Il primo problema è stato risolto da un sistema sviluppato dal membro del team Rob Beezer, professore di matematica all'Università di Puget Sound a Washington. Beezer vede questo lavoro come una naturale estensione di un sogno che insegue da diversi anni. "Abbiamo sviluppato un sistema per scrivere libri di testo che produce automaticamente versioni cartacee e online, EPUB, Giove, e altri formati. Il nostro mantra è Scrivi una volta, leggi ovunque." Beezer ha aggiunto il Braille come formato di output nel suo sistema, che si chiama PreTeXt. Sono stati scritti circa 100 libri in PreTeXt, tutto ciò che ora può essere convertito in Braille.

Le formule matematiche sono rappresentate utilizzando il codice Nemeth Braille, inizialmente sviluppato dal matematico cieco Abraham Nemeth negli anni '50. Il Nemeth Braille in questo progetto è prodotto da MathJax, un pacchetto standard per la visualizzazione di formule matematiche sulle pagine web. Membro del team Volker Sorge, della School of Computer Science dell'Università di Birmingham, notato, "Abbiamo fatto grandi progressi nel fare in modo che MathJax produca contenuti matematici accessibili sul Web, quindi la conversione in Braille è stata un'estensione naturale di quel lavoro." Sorge è un membro del consorzio MathJax e l'unico sviluppatore di Speech Rule Engine, il sistema che è al centro della traduzione di Nemeth e fornisce funzionalità di accessibilità in MathJax e altri strumenti online.

"Alcune persone hanno l'idea sbagliata che le versioni online e gli screen reader eliminano la necessità del Braille, " ha commentato il co-leader del progetto Al Maneki. Gli studenti vedenti devono passare il tempo a fissare formule, guardando avanti e indietro e confrontando le diverse parti. Nello stesso modo, una formula Braille consente a una persona di toccare e confrontare vari pezzi. Avere il computer pronunciare una formula per te non è adeguato per un lettore cieco, non più di quanto sarebbe adeguato per un lettore vedente.

Sarà particolarmente utile per gli studenti ipovedenti avere accesso simultaneo sia al Braille cartaceo che a una versione online.

Grafici e diagrammi rimangono una sfida unica per la rappresentazione non visiva. Molti dei soliti strumenti di presentazione delle informazioni utilizzando il colore o lo spessore di una linea, ombreggiatura, eccetera., non sono disponibili nella grafica tattile. Le punte delle nostre dita hanno una risoluzione molto più bassa dei nostri occhi, quindi la dimensione dell'immagine deve essere più grande (ma comunque adattarsi alla pagina). Le etichette che sono incluse nell'immagine devono essere tradotte in Braille, e posti in modo che non interferiscano con le linee tracciate. I diagrammi che mostrano forme tridimensionali sono particolarmente difficili da "leggere" in un formato tattile. Il lavoro in corso automatizzerà il processo di conversione delle immagini in grafica tattile.

Questo lavoro fa parte di uno sforzo crescente per creare libri di testo gratuiti di alta qualità. Molti dei libri di testo creati con PreTeXt sono disponibili gratuitamente in versioni online altamente interattive, oltre alle tradizionali versioni PDF e cartacee. Avere il Braille come formato aggiuntivo, prodotto automaticamente, renderà disponibili questi libri di testo economici anche agli studenti non vedenti.

Il gruppo ha avviato discussioni con le organizzazioni professionali per incorporare l'output Braille nel sistema di produzione delle loro pubblicazioni.

I dettagli di questo lavoro saranno annunciati durante tre colloqui giovedì, 16 gennaio 2020, alla conferenza Joint Mathematics Meetings a Denver, Colorado.