A TECNOLOGIA ASSISTIVA XLUPA UM SOFTWARE LIVRE AMPLIADOR E LEITOR DE TELA PARA PESSOAS COM BAIXA VISÃO

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1 A TECNOLOGIA ASSISTIVA XLUPA UM SOFTWARE LIVRE AMPLIADOR E LEITOR DE TELA PARA PESSOAS COM BAIXA VISÃO Odair Moreira de Souza 1 Jorge Bidarra 2 Diego Rodrigo Hachmann 3 Cleiton Fiatkoski Balansin 4 Resumo De acordo com a ONU, estima-se que cerca de 500 milhões de pessoas no mundo apresenta algum tipo de deficiência, física ou mental. Na tentativa de se encontrarem caminhos alternativos, porém eficazes, surgem as Tecnologias Assistivas (TAs), um marco importante no processo inclusivo dessas pessoas na sociedade. Via programas computacionais desenvolvidos para ampliação de telas, pessoas com baixa visão, por exemplo, conseguem ter acesso a um universo de informações que são exibidas em computadores. Nesse trabalho, apresentamos o xlupa, um software livre ampliador de telas, resultado de um projeto de pesquisa desenvolvido no interior do Grupo de pesquisa em Inteligência Aplicada da UNIOESTE (GIA/UNIOESTE). Ao longo do texto, serão abordados não apenas questões técnicas, mas também algumas de suas principais características inovadoras de funcionamento. Palavras-chave: Tecnologia Assistiva, Ampliador e leitor de tela, Acessibilidade/Usabilidade. 1 Estudante de Bacharelado em Ciência da Computação - Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Grupo de pesquisa em Inteligência Aplicada dayrsouza@gmail.com. 2 Professor Associado da UNIOESTE (cursos de graduação em Ciência da Computação e Mestrado de Letras - mecanismos e processamento da linguagem natural). Coordenador Geral do Núcleo de Inovações Tecnológicas. Líder do Grupo de Inteligência Aplicada GIA/CNPq/UNIOESTE. Coordenador do Projeto xlupa. jbidarra@pq.cnpq.br. 3 Estudante de Bacharelado em Ciência da Computação - Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Grupo de pesquisa em Inteligência Aplicada toniclecb@gmail.com. 4 Estudante de Bacharelado em Ciência da Computação - Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Grupo de pesquisa em Inteligência Aplicada diegohachmann@hotmail.com.

2 Introdução Segundo a Organização das Nações Unidas (ONU), cerca de 500 milhões de pessoas no mundo tem algum tipo de deficiência, física e/ou mental. Desses, estima-se que em torno de 80% se concentra em países pobres ou em desenvolvimento. De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), somente no Brasil, há 16 milhões de pessoas com deficiência, representando 10% da população brasileira (ACESSIBILIDADE, 2010) e (DATASUS, 2010). Dados do Censo de 2000 do IBGE, no entanto, aponta para um número mais expressivo, na ordem de 24,5 milhões (IBGE, 2010). Esses dados chamam a atenção não apenas das autoridades governamentais, mas também de toda a sociedade, colocando para ambos urgentes desafios, com vistas a combater o histórico quadro de exclusão a que essas pessoas estão expostas. Apesar do impacto causado por esses dados, à discussão sobre a deficiência não deve ser reduzida a questões quantitativas. Mais do que números, o Brasil precisa pensar em políticas públicas inclusivas e eficazes. Diante disso, uma das primeiras providências é garantir a esses indivíduos acessibilidade, seja aos espaços públicos ou ao conhecimento. Apesar não ser um conceito novo, o termo acessibilidade é somente retomado a partir dos anos 80, com destaque para 1981, quando da celebração do Ano Internacional das Pessoas Deficientes (CARVALHO, 1997) 5. É nesse novo cenário que surgem as Tecnologias Assistivas (TAs), atualmente consideradas como um dos principais instrumentos para a efetivação e consolidação dos muitos programas de inclusão existentes, tanto no Brasil como em outros países. 5 Ano Internacional dos Deficientes: evento instituído pelas Nações Unidas, tendo como principal finalidade chamar a atenção do mundo para a criação de planos de ação, na tentativa de dar ênfase à igualdade de oportunidades, reabilitação e prevenção de deficiências. Participação e Igualdade Plenas foi o lema desse evento, definido como um direito das pessoas com deficiência, reconhecendolhes o direito de terem uma vida ativa, digna e de qualidade, como qualquer outro cidadão. Uma das maiores contribuições do evento foi à criação do Programa Mundial de Ação para pessoas com deficiência, formulado em dezembro de 1982 pela Assembléia Geral das Nações Unidas. [Carvalho, 1997]

3 A despeito de suas vantagens, sabe-se que o simples desenvolvimento de tecnologias de um modo geral e em particular as assistivas, sem a devida atenção às condições de uso e aplicabilidade, não garante os resultados esperados, notadamente junto às pessoas com necessidades especiais. Os diferentes tipos e níveis de deficiência física, motora e/ou mental requerem tanto a especificação quanto a implementação de recursos tecnológicos muito mais elaborados do que aqueles voltados para um público mais geral. No que diz respeito ao desenvolvimento de soluções computacionais para um público tão específico, são inúmeros os requisitos de software e hardware demandados. Um deles, entretanto, assume naturalmente uma posição de destaque: acessibilidade. Partindo desse ponto, apresentamos o xlupa como uma proposta tecnológica inovadora, não exatamente com relação a sua função básica que é ampliar, mas com referência aos recursos que suporta, uma vez que, juntos, oferecem ao usuário baixa visão, além de acessibilidade já mencionada, conforto e sobretudo autonomia de trabalho com e através do computador. Desenvolvimento do xlupa: uma visão geral Embora atualmente existam muitos ampliadores de tela, em grande parte para execução em plataforma windows (p.ex., zoomtext, magic e magnifier), o xlupa, além de ser um software livre executável Linux, reúne um conjunto de funcionalidades que o tornam uma solução diferenciada dos outros. Resultado de uma longa pesquisa trata-se de uma solução desenvolvida com base na aplicação de técnicas e métodos computacionais atuais, exploradas com o objetivo de garantir um funcionamento que seja, ao mesmo tempo, acessível, confortável e com capacidade para adaptar ao perfil ou às necessidades específicas de seus potenciais usuários, as pessoas com baixa visão. Para atingir esses objetivos, o projeto vem sendo desenvolvido por etapas, sendo a primeira delas o desenvolvimento de um estudo minucioso de viabilidade de especificação e execução. Nessa etapa, foram desenvolvidas duas ações, uma delas a análise do problema, seguida pela licitação das

4 expectativas pretendidas. Desse processo resultou a delimitação das principais características do ampliador, as quais, a passo e passo, foram sendo agregados outros recursos importantes. Dentre as diversas decisões de projeto, concluiu-se, por exemplo, que um importante recurso para o indivíduo com baixa visão seria dotar o xlupa de capacidade para se adaptar ao seu perfil. Para tanto, foram estudas diferentes técnicas de inteligência artificial, sendo a técnica escolhida o Raciocínio Baseado em Casos ou simplesmente RBC, tópico retomado mais adiante. Embora não sendo exatamente a finalidade dos ampliadores fazer leitura de telas, com o intuito de melhorar as condições de trabalho do usuário da ferramenta, concluiu-se que outro recurso importante seria a implementação de um modulo para leitura de tela. Com referência à ampliação, propriamente dita, a ferramenta, que nas suas três primeiras versões apenas permitia ampliações em áreas parciais da tela do computador (a 20, 30, 50 a 60 por cento da área total do monitor), em sua versão mais recente (4.0) avança, permitindo agora ampliações em tela cheia. Nas seções que se seguem, abordaremos com mais detalhes cada um desses itens. Aspectos técnicos relacionados à implementação Da ampliação em tela cheia Nas primeiras versões do xlupa, a ampliação das imagens e textos apenas era possível em partes da tela. Com a evolução do trabalho, vários investimentos foram feitos no sentido de que as ampliações acontecessem em tela cheia. Esse tipo de ampliação, apesar de ser mais atraente e de fácil visualização para o usuário final, requereu por parte da programação um trabalho computacional mais elaborado. Para tanto, foram aplicadas diversas técnicas e algoritmos, em grande parte, disponíveis no X Windows, com alguns de seus detalhes aqui resumidos. O X Windows System (O REILLY E ASSOCIATES, 1992), também chamado de X11, é um protocolo que possibilita o emprego de uma interface gráfica,

5 explorando assim o conceito de janelas. O X11 opera em conformidade com o modelo cliente-servidor. Ao local onde é exibida a tela dá-se o nome de servidor X. É esse servidor o responsável pelo gerenciamento das telas em processamento, bem como do teclado e mouse. O Cliente X, por seu turno, é a aplicação responsável pela exibição de informações no servidor X. É ele, por exemplo, que recebe os eventos capturados pelo servido dos teclados e mouse, enviando os comandos para, por exemplo, desenhar uma imagem na tela. A implementação em C (linguagem usada na programação do xlupa) do protocolo X11 é feita por meio de rotinas da biblioteca Xlib (O REILLY E ASSOCIATES, 1992). Na verdade, poucas aplicações usam de fato a Xlib diretamente. Na maioria das vezes, o mais comum é usar outras bibliotecas de mais alto nível, tais como GTK+ e Qt, ambas implementadas sobre a Xlib. De qualquer forma, via os recursos presentes na Xlib, torna-se possível a obtenção das estruturas que compõem as janelas (dentre as informações manipuláveis estão a posição da janela e as suas dimensões), por meio de uma chamada a XQueryTree. Para o mapeamento de cada tela, utiliza-se a extensão xcomposite (PACKRD & JOHNSON, 2010). Através dela, consegue-se a manipulação dos pixels de qualquer janela, permitindo que as ampliações desejadas sejam feitas. É também a xcomposite que dá suporte a um tipo especial de janela, chamada de overlay. Trata-se de uma área invisível para o cliente X, mas é nessa janela que as ampliações são mostradas. Durante o processamento, muitas vezes, é necessário ignorar a ocorrência de determinados eventos numa janela, com a sua propagação para as janelas que esteja abaixo. Isso é feito com base na extensão XShape (PACKARD & KEITH, 2010). Essa extensão é normalmente usada em janelas transparentes, como é o caso da janela especial de ampliação, citada anteriormente. Uma chamada ao método XShapeCombineRectangles permite, por exemplo, combinar essa transição dos eventos. No caso específico do xlupa, os eventos ocorridos na janela de ampliação precisam

6 ser propagados para a janela root, ou seja a janela do usuário que ocupa toda a tela e que contém todas as outras janelas. Eventos que denotem mudança de tela são tratadas pela extensão xdamage (PACKARD & ANHOLT, 2010). É através dela que o sistema é notificado que houve uma alteração numa determinada janela e a posição da janela em que essa alteração ocorreu. Xdamage é útil para reduzir o tempo de processamento; uma vez que a atualização da tela ou refresh somente precisa ser feita na parte de janela onde a alteração de fato aconteceu. Em relação à ampliação em tela cheia, o funcionamento é resumidamente o seguinte. Iniciado o processamento, cabe ao cliente, da componente clienteservidor, copiar as estruturas de todas as janelas na área do servidor (exceto a janela Overlay) e montar uma imagem com estas janelas. A partir daí, sempre que detectado um evento de mudança, o cliente dá início à alteração das estruturas das janelas, remontando as imagens para exibição. Da leitura de tela O leitor de tela é um recurso alternativo para aos usuários com baixa visão. Por meio dele, o usuário pode acessar com mais facilidade os conteúdos que, embora ampliados na tela, não consegue ler. Para a sua implementação, foram utilizadas as linguagens de programação C e Python. A escolha do Python se deveu à necessidade da implementação dos recursos da interface de acessibilidade AT-SPI (AT-SPI, 2010) presentes na biblioteca pyatspi (ACCERCISER, 2010). Combinando esses recursos com o accerciser (PYTHON, 2010), foi possível explorar a interatividade da linguagem e assim suportar o processamento requerido para a leitura de tela. Assim, uma vez capturado o evento, isola-se a frase ou a palavra a ser lida que, em seguida, é entregue ao sintetizador de voz, módulo responsável pela transformação dos caracteres em sinais de áudio. Para o xlupa, adotou-se o Espeak ( um software livre e de código aberto. Contribuíram para essa decisão o fato de permitir produções orais em diferentes línguas, cujas características podem ser facilmente alteradas; baixa demanda de área de memória, possibilidade de programação híbrida e código

7 ser portável. Acessibilidade, Usabilidade e Adaptabilidade do xlupa Assim como qualquer sistema computacional, o desenvolvimento de TAs exige a implementação de requisitos funcionais e não funcionais da Engenharia de Software, com destaque para a acessibilidade e usabilidade. Define-se acessibilidade como sendo um conjunto de condições necessárias num software, capazes de torná-lo um instrumento ao alcance de todos e de fácil uso. Usabilidade (NIELSEN, 1993) é um termo associado a muitos aspectos, dentre eles a facilidade de os comandos serem aprendidos pelo usuário, a capacidade de o seu funcionamento ser recuperado após a ocorrência de erros e a flexibilidade assegurada por ela no momento do uso. Com o objetivo de tornar a ferramenta adaptável ao perfil do usuário, dentre outras técnicas estudadas, foi implementado o Raciocínio Baseado em Casos RBC (Wangenheim & Wangenheim, 2003). Trata-se de uma abordagem computacional que explora a solução de problemas e o aprendizado do sistema por meio do rastreamento das experiências adquiridas com processamentos já realizados: problemas passados. O método se desenvolve por etapas, a saber: (i) Recuperação de dados Dado um novo problema, o sistema inicia o processo de recuperação de casos que já estejam registrados na base de conhecimento do sistema e que mais se aproximam da solução para o problema em processamento; (ii) Revisão dos casos A idéia básica desse procedimento é descobrir o máximo de semelhanças existentes entre o problema a ser resolvido e aqueles já processados anteriormente; (iii) Reutilização do Caso Ao encontrar o caso que mais se aproxima da solução desejada, o que é obtido mediante o cálculo de similaridade, o sistema efetiva a sua execução e (iv) Retenção do Caso etapa que corresponde ao armazenamento de um novo caso na base, para o caso de se ele ainda não estar registrado na base. A capacidade de aprender e de se adaptar ao usuário é obtida através da implementação dessa técnica.

8 O xlupa em funcionamento Uma vez ativado, é apresentada para o usuário uma tela contendo uma mesma imagem repetida em linha, a qual é aplicada um fator de ampliação (Figura 1-a). Uma vez selecionado a imagem desejada, abre-se uma nova tela (Figura 1-b), contendo diferentes cores de fundo. Partindo desse ponto, inicia-se a busca de um caso armazenado na base que possa resolver o problema em questão. As configurações do usuário podem ser salvas, para uso futuro. Para tanto, o sistema pede ao usuário um login e uma senha pessoa que servirão de índice para recuperação das configurações numa nova execução do xlupa. Figura 1-a Tela para captura fator de ampliação. 1- b Tela para ajuste da cor do fundo Resultados, Discussão e Considerações Finais Os testes com o xlupa, tanto em laboratório quanto com os usuários, demonstram que a ferramenta atende os requisitos. Tendo em vista que um dos objetivos é tornar o xlupa adaptável ao perfil do usuário, um dos principais desafios tem sido definir, adequadamente, os atributos necessários para esse desenvolvimento. A análise do projeto e os retornos obtidos apontam para a necessidade de alguns ajustes. Problemas já detectados estão em fase de análise e ajustes. No estágio atual, ao sistema foi agregada a utilização de abas, o que melhorou a interface do sistema com o usuário. Além disso, dois são os avanços na implementação. De um lado, a ampliação

9 em tela cheia, conforme comparação ilustrada na figura 2. De outro, o suporte à leitura de tela. Figura 2 (à esquerda) Ampliação em tela parcial (à direita) Ampliação em tela cheia Apresentamos aqui o xlupa. Mostramos que, por meio de configurações individuais, os usuários adquirem independência em suas atividades. Os testes têm sido possíveis graças ao voluntariado de professores, escolas e alunos, bem como de usuários avulsos, uma vez que o código executável pode ser baixado, através do site Como trabalhos futuros, a equipe do projeto foca suas pesquisas em outras técnicas, métodos e ferramentas para ampliar os recursos e otimização, atualmente os desenvolvedores estão elaborando a reengenharia do software. Referências Bibliográficas ACCERCISER. Disponível em: Data de Acesso: 12 de Out ACESSIBILIDADE. ACESSIBILIDADE.SIGAESSAIDEIA.ORG - Campanha Acessibilidade. Disponível em: Data de Acesso: 12 de Out AT-SPI. Disponível em: Data de Acesso: 12 de Out

10 CARVALHO, R.E. A nova LDB e a Educação Especial. Rio de Janeiro: WA, DATASUS. Tecnologia da computação a serviço do deficiente visual. Disponível em: Data de Acesso: 12 de Out IBGE. Censo Disponível em: Data de Acesso: 12 de Out NIELSEN, J. Usability Engineering. Academic Press, Inc., San Diego. 1993; O REILLY & ASSOCIATES. Xlib Programming Manual. In: Xlib Programming Manual for Version 11. Ed.: Adrian Nye(ed.) Sebastopol, Califórnia, 1992, Vol.2. PACKRD, K.; ANHOLT, E. The DAMAGE Extension Protocol Version1.1. Disponível em: Data de Acesso: 12 de Out PACKRD, K.; JOHNSON, D. The Composite Extension Version 0.4. Disponível em: Data de Acesso: 12 de Out PACKRD, Keith. X Nonrectangular Window Shape Extension Library. Disponível em: Data de Acesso: 12 de Out PYTHON. Disponível em: Data de Acesso: 12 de Out WANGENHEIM, C.G.V; WANGENHEIM, A.V. Raciocínio Baseado em Casos, Ed.: Manole. São Paulo, 2003; Vol.1.