NaviSAW y MailSAW herramientas multimodales para el acceso a Internet para usuarios con discapacidad visual1

Julia González, Fernando Sánchez, Adolfo Lozano, Mercedes Macias, Fernando Sanchez-Herrera

Quercus Software Engineering Group Universidad de Extremadura

Escuela Politécnica Departamento de Ingeniería en Sistemas Informáticos y Telemáticos

Avd. de la Universidad s/n 10.071 Cáceres [juliagon, fernando, alozano, mmacias, fsanher]@unex.es

1 Este trabajo ha sido realizado en el contexto del proyecto TIN2005-09405-C02-02. También ha sido subvencionado por los proyectos de la Junta de Extremadura 3PR05A016, PDT006A042 y PDT006A045

Resumen En este trabajo se presentan las herramientas NaviSAW, un navegador web, y MailSAW, un gestor de correo que permiten una interacción multimodal. Estas herramientas forman parte del grupo de herramientas SAW, Sistema de Accesibilidad a la Web para usuarios con discapacidad visual, que está basada en la ontología, OntoSAW, que define los elementos presentes en una página web y sus relaciones, y que es utilizada para la configuración e interpretación de páginas web del navegador multimodal aportado.

Tanto NaviSAW como MailSAW incorporan un sintetizador y un reconocedor de voz, así como un ratón capaz de interaccionar mediante sensaciones hápticas, MouseSAW. Estas características pueden ser aprovechadas por usuarios con discapacidad visual a través de sus habilidades auditivas y táctiles, para aumentar el grado de accesibilidad de la aplicación y también a los contenidos en ellas representados.

1. Introducción

La evolución de las interfaces de usuario se ha reflejado en los últimos tiempos, en las herramientas diseñadas para acceder a los servicios ofrecidos por Internet. En general la explosión de la utilización de Internet estuvo

ocasionada por la aparición de la Web que proporcionaba interfaces sencillas y un modelo de interacción simple para los usuarios en el que la percepción visual predomina sobre cualquier otro canal de interacción.

Las interfaces gráficas que utilizan un paradigma de manipulación directa, usadas en estas aplicaciones, han alcanzado una gran popularidad debido a su carácter intuitivo y su facilidad de uso, siempre para usuarios sin discapacidad visual.

Generalmente las dificultades de manipulación del entorno para usuarios con discapacidad visual, han sido salvadas a través de los sentidos auditivo y táctil. Es por ello que los lectores de pantalla presentan una alternativa a las interfaces visuales. Bien es cierto que existen en el mercado distintos lectores como Aspire-Reader[1], Hal[2], JAWS[3], Look-OUT[4], Windows-Eyes [5], Simple Talker[6], ZoomText[7] pero auque en algunos casos estas herramientas permiten configurar y adaptar sus parámetros cuando se trabaja con aplicaciones específicas, por ejemplo Windows-Eyes permite la lectura por filas o columnas cuando trabaja con Excel®, son herramientas genéricas, no limitadas a una aplicación concreta, por lo que carecen de la especialización necesaria a la hora de interactuar con un navegador web o con un gestor de correo electrónico.

La incorporación del reconocimiento de voz junto con una salida auditiva está presente en

algunos de los navegadores actuales como AVANTI [8], Emacspeak [9] y Sensus [10]. Otros navegadores sustituyen la entrada por voz por una entrada táctil, como EIA [11] y WIRE [12], pero son muy pocos los que permiten la navegación combinando la entrada por voz y por tacto con la salida auditiva, WebSound [13,14].

El sentido del tacto aplicado a las interfaces de usuario [15] y a la transmisión de información [16], comienza a aparecer en algunas aplicaciones [17, 18, 19], tal vez por la complejidad que este sentido humano encierra.

La exploración háptica del entorno de trabajo, ofrece posibilidades de combinar o sustituir la visión o la audición por el tacto, pudiendo disminuir así las barreras tecnológicas que frenan la accesibilidad. Una interfaz multimodal, en la que sea posible utilizar los sentidos visual, auditivo y háptico de modo dinámico y con la que un usuario con discapacidad visual tenga la posibilidad de escoger las modalidades de interacción que desee (si dispone de los periféricos adecuados), supone un importante avance en la eliminación de barreras que frente al acceso a la información encuentra de modo sistemático en la navegación por la Web y en la gestión del correo electrónico.

Para que el acceso a los contenidos sea absoluto, es necesario además, que los contenidos

sean accesibles, tanto las páginas web como los e-mails. En el primer caso, gracias a los esfuerzos de instituciones como el Consorcio World Wide Web [20] y la importancia que las administraciones han dado, legislando para asegurar productos accesibles [21, 22, 23], la labor del diseñador se ha facilitado. Con respecto a los e-mails, tradicionalmente su contenido ha sido textual, aunque actualmente empiezan a incorporarse nuevos elementos, que deberán seguir las mismas pautas que las descritas para las páginas web si deseamos que sean accesibles.

Nos encontramos que las herramientas actuales para el acceso a Internet, están dispersas y no existe una única herramienta que mediante una interfaz multimodal permita, tanto al diseñador como al usuario, crear y navegar a través de los contenidos de manera accesible. Esta situación fue el germen de SAW [24, 25, 26], un Sistema de Accesibilidad a la Web que tiene en cuenta tanto al usuario final con discapacidad, como al diseñador y que integra varias herramientas para superar las tres barreras principales: hardware, software y contenidos. Esta herramienta entre sus componentes cuenta con un navegador web, NaviSAW y con un gestor de correo electrónico, MailSAW, objeto de este trabajo.

Figura 1. Componentes de SAW y su interacción

/MAILSAW

2. SAW: Sistema de accesibilidad a la web

El sistema SAW está formado por un conjunto de módulos software basados en una ontología, ONTOSAW. Junto a los módulos software, el sistema proporciona un ratón que incorpora dos celdas táctiles, a través de ellas es posible interaccionar con la interfaz de manera sensitiva. La relación entre estos elementos se muestra en la Figura 1.

El objetivo de ONTOSAW es representar los atributos y relaciones de los componentes de las páginas web incluyendo sus propiedades de accesibilidad, según la WAI[27], para ello utiliza como base la descripción de xHTML 1.1[28] y la de xHTML 2.0[29].

Basándose en este esquema los módulos software de SAW identifican de forma común los elementos web presentes en una página web y sus posibilidades de interacción.

Entre estos módulos se encuentra EDITSAW, el editor de páginas web, que permite al diseñador realizar anotaciones semánticas en el código de la página, añadiéndole elementos especiales que aseguren su accesibilidad. Estas anotaciones junto con el esquema definido en ONTOSAW es usado por el navegador NAVISAW, que muestra esta información al usuario y que, además, integra los

módulos de síntesis y de reconocimiento de voz y de interacción háptica a través de MOUSESAW. Entre los elementos catalogados en la ontología se encuentran las direcciones de e-mail. La interacción con estas direcciones se realiza a través de MAILSAW, cuyo objetivo es la gestión del correo electrónico manteniendo las metáforas y estilos presentes en otros gestores, pero incorporando la multimodalidad en la interacción a través del sintetizador, del reconocedor de voz y del ratón táctil MOUSESAW En las siguientes secciones se describe brevemente cada uno de los componentes principales, desde el punto de vista del usuario, de NAVISAW, MAILSAW y MOUSESAW.

3. El navegador NaviSAW

NAVISAW es un navegador web que permite la interacción multimodal, donde los canales utilizados pueden ser la voz, la vista o bien el tacto. Cada uno de los modos de acceso es opcional y compatible entre sí. En el diseño de su interfaz se ha tratado de mantener la consistencia con otros navegadores, aunque la incorporación de nuevas funcionalidades incurre en la necesidad de nuevos elementos, que son distribuidos en paneles.

Figura 2. a) Página de un periódico digital, visto en un navegador convencional, b) Misma página vista en NAVISAW

Una de las nuevas funcionalidades aportadas es la posibilidad de la realizar una navegación selectiva según el tipo de los elementos almacenados en la página web visitada, estos elementos habrán sido previamente clasificados según ONTOSAW [30].

Cuando una página es solicitada por el navegador, antes es analizada y sus elementos clasificados según ONTOSAW. Esta página puede haber sido anotada semánticamente [31] por el diseñador utilizando EDITSAW, anotaciones que serán leídas por NAVISAW. Mediante EDITSAW se identifican los elementos de la página web con carencias de accesibilidad, permitiendo al diseñador modificar estos elementos e incorporarles atributos que hagan la página totalmente accesible. Además, permite incorporar otras características que mejoran la percepción de los elementos de la página a discapacitados visuales (como la incorporación de ficheros explicativos de sonido a cada elemento). Estas anotaciones también ayudan al navegador NAVISAW a ofrecer características añadidas de accesibilidad.

Tras la clasificación de los elementos, cada uno de ellos será mostrado en la interfaz del navegador representado como un icono. Cada tipo de elemento tiene asociado un icono visual, un conjunto de acciones que definen las posibilidades de interacción y una representación háptica.

La Figura 2.a muestra la apariencia de una página Web vista en un navegador convencional, y el resultado final, tras su transformación mostrada en NAVISAW.

3.1. La interfaz de NAVISAW

La interfaz del navegador está dividida en cuatro paneles distintos Figura 2.b). En cada uno de estos paneles la movilidad está controlada y acotada, los movimientos del ratón están sujetos al panel activo en el que se encuentra el puntero en cada momento. El cambio de paneles puede realizarse utilizando combinaciones de teclas o bien mediante comandos de voz, usando el sintetizador de voz integrado en el navegador. La acotación de movimientos evita la pérdida espacial en la interfaz de los usuarios con discapacidad visual. El conjunto de funcionalidades asignado a cada panel es disjunto,

quedando definido el mapa de interacción de la siguiente forma: 1. En el panel principal de navegación (zona

superior) se sitúan la barra de dirección URL, los botones de “retroceder”, “avanzar”, “actualizar”, “parar” y “página de inicio”. El resto de complementos integrados en el navegador, como el sintetizador, el reconocedor y el lector de correo (MAILSAW) entre otros, están disponibles en este panel.

2. En el panel de navegación selectiva (superior-izquierda) aparecen los tipos de elementos que pueden estar presentes en la página, un botón por cada tipo de elemento. La interacción con uno de ellos, vocalmente o a través del ratón, supone la aplicación de un filtro selectivo sobre el contenido de la página mostrado, de tal forma que sólo los elementos del tipo seleccionado serán visualizados.

3. En el panel de visualización (parte central) se representa la página web mediante iconos. Cada icono representa un elemento en la página original y mantendrá la misma disposición espacial que en la página original, almacenando para ello la fila y la columna en la que se encuentra. La interacción con estos elementos se realiza a través de MOUSESAW, ver sección 5, que proporciona información háptica. Cada elemento tiene asociado un menú contextual, denominado “menú de accesibilidad”. En este menú aparecen todas las posibilidades de interacción con el elemento, que podrán realizarse vocalmente, (cada una de las opciones será leída por el sintetizador y podrá ser seleccionada por el reconocedor, si estos elementos están activados) o bien visual o hápticamente a través del ratón. El contenido del menú de accesibilidad de cada elemento está definido en ONTOSAW, por lo que es capturado dinámicamente.

4. En el panel de atajos de voz aparecen los vocablos que el diseñador, a través de EDITSAW, ha asociado a algunos o todos los elementos activables de una página web (botones, enlaces, direcciones web, etc.). Consiguiéndose así una navegación por voz tanto por el navegador como por los contenidos de la página web cargada.

4. El gestor de correo MailSAW

MAILSAW es un gestor de correo electrónico multimodal que está integrado en el sistema SAW y en cuyo diseño se han seguido las mismas pautas que en el navegador NAVISAW, obteniendo una interfaz consistente con el modelo propuesto en el navegador.

Este gestor de correo mantiene las mismas metáforas utilizadas en el resto de gestores de correo existentes, utilizando una gestión del e-mail a través de “carpetas”. Y una disposición visual de los elementos de la interfaz equivalente a la existente en aplicaciones similares.

Mantiene, tambien, las mismas funcionalidades, permitiendo la gestión y el mantenimiento de una agenda de contactos que disponible para el envío de e-mails, la configuración de la cuenta de correo y la gestión de los e-mails recibidos y enviados a través de su almacenamiento en carpetas. La posibilidad de recepción, envío, respuesta y reenvío están presentes en su interfaz.

Podemos decir que es un lector de correo convencional, donde su principal aportación es la multimodalidad en la interacción.

Este gestor de correos, además de proporcionar una interacción visual, permite la interacción por voz a través del sintetizador y el reconocedor de voz incorporado, utilizados en NAVISAW, y también proporciona información háptica a través de MOUSESAW. Cada una de estas modalidades es optativa, pudiendo ser activadas/desactivadas por el usuario.

La figura 3 muestra la apariencia de la interfaz de MAILSAW, cuyo contenido está estructurado en paneles de interacción acotada.

4.1. La interfaz de MailSAW

La interfaz del MAILSAW está dividida en tres paneles de interacción, donde en cada uno de ellos se agrupan acciones concretas de la interfaz relacionadas entre sí.

Figura 3. Interfaz de mailSAW

Aunque el número de vocablos reconocidos es

limitado, el reconocedor que está integrado permite ejecutar las órdenes más frecuentes, como ir a la agenda, crear nuevo mail, etc.

En el panel superior, panel de botones, están dispuestos los botones que dan acceso a la funcionalidad principal del sistema. Entre las acciones posibles destacan los botones de gestión de mensajes: “nuevo”, “enviar/recibir”, “contestar”, “contestar a todos”, “reenviar” y “borrar”. Además desde este panel podremos crear nuevas carpetas, acceder a la agenda de contactos y configurar la aplicación.

Uno de los parámetros que permite la configuración del sistema es el establecimiento personalizado de las teclas de atajo rápido, que permitirán cambiar el foco entre paneles y acceder a la funcionalidad del sistema de manera directa. También se puede asociar una tecla de acceso rápido a cada una de las carpetas que almacena el correo electrónico.

Utilizando la configuración del sistema es posible asignar para cada botón y para cada carpeta una salida háptica en el ratón, tal que cuando el foco del ratón se encuentre sobre este elemento, los pines asignados se elevarán en las celdillas táctiles del ratón.

La activación y desactivación del sintetizador se realiza también a través del botón de configuración.

La gestión de la agenda de contactos se realiza a través de otro botón situado en este panel. Permite añadir, eliminar y buscar contactos, así como gestionar grupos de contactos. Si el sintetizador está activado, la solicitud de información en cada una de las opciones, presentada a través de menús de diálogo, se realizará mediante voz. En cualquier caso la gestión de los contactos se realizará sobre una nueva ventana que obtiene el foco de la ejecución. Esta nueva ventana tiene dos paneles, siguiendo con la filosofía de todo el sistema, el panel superior en el que están dispuestos los botones que implementan la funcionalidad y el panel inferior en el que se muestra la lista de contactos.

El panel de carpetas, situado en la parte izquierda de la interfaz, presenta las carpetas en las que se almacenan los mensajes. Este panel está

dividido en dos partes: la parte superior agrupa las carpetas del sistema, “bandeja de entrada”, “bandeja de salida”, “borradores”, “mensajes enviados” y “papelera”. En la parte inferior aparecen las carpetas que han sido definidas por el usuario.

La selección de una carpeta, por cualquiera de los medios citados anteriormente, supone un cambio en el contenido del panel de mensajes, que mostrará sólo los mensajes contenidos en esta carpeta.

El panel de mensajes muestra los mensajes contenidos en la carpeta seleccionada, por defecto la bandeja de entrada, y el contenido del mensaje seleccionado. La interacción visual es directa y común a cómo se realiza en otros gestores. La interacción háptica y sonora se realiza a través del menú contextual. Una vez seleccionado un mensaje su menú contextual puede ser activado. Entre las opciones de este menú contextual se encuentran: “leer datos”, “leer mensaje”, “responder”, “responder a todos”, “reenviar”, “guardar” y “borrar”. Si el sintetizador está activado, cada una las opciones del menú será leídas por el sintetizador y si tienen asignada una salida háptica serán reflejadas en el ratón.

La elección de las opciones anteriores generan la aparición de una nueva ventana o bien un menú de diálogo, en cualquier caso obtienen el foco de la aplicación y la navegación estará acotada a esta nueva ventana o menú mientras esté activo.

En la figura 4 podemos ver uno de estos casos: el usuario responde a uno de los mensajes almacenado en la bandeja de entrada. Al tratarse de una respuesta el destinatario del mensaje ya aparece en la nueva ventana. Es posible incluir nuevos destinatarios, bien desde la agenda de contactos o bien introduciendo la nueva dirección directamente. En cualquiera de los dos casos esta acción es necesario realizarla a través del botón situado en el panel superior de la ventana, denominado “añadir destinatario”.

La introducción del contenido del mensaje deberá hacerse de manera manual.

Una vez el mensaje está listo, procederemos a su envío a través de la opción correspondiente dentro del panel.

Figura 4. MailSAW, respondiendo a un mensaje.

5. El ratón MouseSAW

Tal y como se ha apuntado en la sección 1 de este trabajo, un usuario con discapacidad visual suple las deficiencias en interacción de un entorno visual a través de los sentidos del tacto y el oído. En general un usuario con discapacidad visual goza de una gran capacidad espacial. Esta capacidad le permite superponer planos diferentes y localizar cualquier objeto en uno de esos planos. El objetivo de MOUSESAW es aprovechar esta capacidad a la hora de manejar tanto el navegador como el gestor de correo electrónico y los contenidos representados en estas aplicaciones [32].

La figura 5 muestra una fotografía del ratón utilizado, que está inspirado en el ratón VTMouse (http://www.virtouch2.com/Features_and_Specs.htm), cuya finalidad, originalmente, era ser

utilizado en juegos de ordenador pero que ha sido reprogramado para poder adaptarlo a nuestras interfaces, facilitando información háptica al usuario invidente en cada momento de la navegación a través de la interfaz.

Este dispositivo es un ratón convencional que incorpora dos celdas táctiles. El usuario reconoce los distintos elementos por lo que pasa a través de la presión cutánea que los pines de las celdas ejercen sobre los dedos que se apoyan en ellas. La celda situada a la izquierda informa sobre el panel en el está situado, la otra celda proporciona información sobre el elemento que en ese momento se está seleccionando.

Cada una de las celdas está compuesta por un conjunto de dieciséis pines, dispuestos en cuatro filas de cuatro pines cada una. Diremos que los pines están activos si están elevados. Cada elemento de interacción puede tener asociado una combinación de pines activos. Esta combinación puede ser modificada/asignada a través de los

menús de configuración de las aplicaciones (navegador y gestor de correos), aunque por

defecto el sistema tiene asignado combinaciones a los elementos más comunes.

Figura 5. mouseSAW y fotografía ampliada de las celdillas táctiles.

El movimiento del ratón está acotado y su

velocidad restringida, con el objetivo de evitar un desplazamiento descontrolado que produzca pérdidas de contexto en la interacción con esto se consigue la adaptación del dispositivo a las limitaciones del usuario con discapacidad visual.

6. Conclusiones y trabajos futuros

En este artículo se han presentado los módulos de interacción directa con el usuario pertenecientes a SAW, un Sistema de Accesibilidad a la Web para usuarios con discapacidad visual, el navegador NAVISAW, el gestor de correo electrónico MAILSAW y el dispositivo táctil MOUSESAW. El objetivo es ofrecer a las personas con discapacidad visual un conjunto de herramientas y periféricos que le permitan extraer la máxima información de las páginas web y de los mensajes de correo electrónico.

Se ha conseguido un entorno multimodal consistente, en el acceso a los dos canales de información más importantes actualmente a través de Internet: la web y el e-mail.

El navegador y el gestor de correos utilizan MOUSESAW un ratón especial con celdas táctiles y un reconocedor de voz, útiles en la navegación para las personas invidentes. Junto a estos dos

componentes, se integra además un sintetizador de voz para acceder a toda la información y opciones disponibles. Lo que permite al usuario con deficiencia visual manipular tanto la interfaz como el contenido allí representado a través de la vista, la voz y el tacto. Los modos de acceso proporcionados son configurables, activables y combinables, generando así una plataforma de navegación en la que se minimizan los inconvenientes de las distintas modalidades de uso, obteniendo una interfaz reforzada en la interacción.

El navegador web desarrollado, NAVISAW, es capaz de ofrecer a las personas invidentes el máximo de accesibilidad extrayendo toda la información de las páginas existentes, hayan sido o no anotadas semánticamente por EDITSAW.

El gestor de correos permite la interacción háptica, a través de MOUSESAW, y vocal, a través del sintetizador y del reconocedor integrado.

Actualmente el desarrollo de la primera versión de este prototipo ha finalizado. Nuestro siguiente objetivo es realizar una evaluación completa de la usabilidad del mismo mediante pruebas con usuarios reales, detectar las deficiencias del sistema y mejorarlo.

Desde un punto de vista de desarrollo software el sistema ha sido diseñado para ser

adaptado a cambios tanto en la ontología como en alguno de sus módulos, siendo posible el cambio de reconocedor y sintetizador de forma transparente al navegador y al gestor de correos. Por ello, subsanar las posibles deficiencias encontradas por el usuario debe ser un proceso poco costoso.

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