L'optofono (in inglese optophone) è uno strumento in grado di convertire caratteri in suoni per le persone non vedenti. Fu inventato e realizzato per la prima volta nel 1912 dal fisico irlandese Edmund Edward Fournier d'Albe, all'epoca assistente e docente di fisica all'Università di Birmingham.
Storia
L'idea di una "macchina da lettura" per i non vedenti è stato descritta da Fournier d'Albe nel 1913. La sua intuizione fu che i materiali fotosensibili, come il selenio, potessero essere utilizzati per rilevare il nero di una stampa e convertirlo in un suono che potesse essere interpretato da una persona non vedente. D'Albe costruì diversi modelli del suo Reading Optophone (optofono per lettura) che convertiva la stampa in una scala di sei toni. Nel 1920 la Barr and Stroud Co. si interessò all'invenzione di Fournier d'Albe aiutandolo nei successivi sviluppi: brevettarono lOptophone per poi realizzarne alcuni esemplari da commercializzare.
Nel Regno Unito furono prodotti e venduti un piccolo numero di optofoni Barr and Stroud. Il dispositivo era anche noto negli Stati Uniti, dove però non fu mai commercializzato. Non fu un grande successo commerciale; infatti in un'intervista del 1943 Barr e Stroud affermarono: «Abbiamo interrotto la produzione diversi anni fa ed è improbabile che la riprenderemo. L'optofono è stato usato con successo da più persone non vedenti ma era difficile introdurlo a causa della popolarità del sistema braille che era utilizzato dalla maggior parte delle istituzioni».
Nel frattempo anche in Italia vi fu un interesse per le macchine di lettura. All'inizio degli anni venti del XX secolo il prof. Ciro Codelupi di Bologna, docente in scienze fisico-matematiche, brevettò una "macchina da lettura" capace di trasformare le sensazioni luminose in sensazioni tattili. La sua invenzione venne descritta per la prima volta nel secondo numero della rivista italiana La scienza per tutti pubblicata il 15 gennaio del 1921.
Nel 1943, durante il periodo della guerra, gli scienziati statunitensi Vannevar Bush e Caryl Haskins dell'OSRD – Office of Scientific Research and Development (Ufficio per la ricerca e lo sviluppo scientifico) decisero di indirizzare le risorse di tale ufficio allo sviluppo di tecnologie per aiutare i veterani feriti. Sin dall'inizio il programma mirava al beneficio non solo dei veterani, ma di tutti ciechi americani. Stabilirono il CSD – Committee on Sensory Devices (Comitato dispositivi sensoriali) sotto la presidenza del capitano George Comer, un collega di Vannevar Bush al Carnegie Institution. Il programma era gestito dagli Haskins Laboratories. Nel corso dei successivi 40 anni, sei aziende lavorarono per sviluppare "macchine da lettura" per non vedenti, con vari tipi di sostegno del governo federale. Questo sforzo servì, oltre che al miglioramento sociale per le persone con disabilità, anche a sensibilizzare il governo ad impegnarsi nel campo delle tecnologie assistive. Oltre al suo ruolo di gestione, Haskins condusse personalmente la ricerca verso lo sviluppo della macchina di lettura cercando di sviluppare il dispositivo FM-Slit System gettando le basi sulla ricerca iniziale. Allo stesso tempo la RCA, sotto l'auspicio dell'OSRD, stava lavorando per sviluppare un dispositivo migliore denominato A-2 Reader. Gli Haskins Laboratories avviarono una ricerca articolata nel contesto informatico del discorso che avrebbe fornito le basi per i successivi sintetizzatori vocali per controllare i computer. Iniziarono a focalizzarsi sui dispositivi a "traduzione diretta" lasciando cadere lo sviluppo del dispositivo FM-Slit System e la scoraggiante innovazione dell'A-2 Reader'. Alla fine della guerra la RCA lavorò su un prototipo di macchina in grado di riconoscere le lettere e pronunciare parole, della quale fu costruito un solo prototipo. Con la smobilitazione dell'OSRD, questi primi programmi di ricerca si fermarono, anche se gli Haskins Laboratories continuarono la ricerca sul riconoscimento vocale e la generazione di sintesi vocale con il patrocinio della Carnegie Corporation e il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti.
Nel 1948, un ricercatore di nome Eugene F. Murphy entrò a far parte del "dipartimento degli Affari dei Veterani degli Stati Uniti d'America: Amministrazione veterani" come vicedirettore di ricerca della PSAS – Prosthetic and Sensory Aids Service (Servizio di aiuto per protesi e sensori). Murphy pensò che lo sviluppo della macchina di lettura doveva essere ripresa. Pensò anche che fosse prematuro abbandonare la A- 2 Reader. Nel 1957 riavviò il programma di Vannevar Bush interrotto alla fine della guerra. Murphy lavorò ininterrottamente per ventuno anni sullo sviluppo di "macchine da lettura" per i non vedenti. Estese il campo di applicazione per la ricerca incaricando i laboratori Haskins, Battelle, e Mauch di lavorare con la Veterans Administration in un programma articolato su tre fronti. Battelle Memorial Institute fu finanziato per sviluppare un optofono migliore. I due fisici, Caryl Haskins e Franklin S. Cooper, fondatori della Haskins Laboratories ebbe il compito di condurre una ricerca verso l'innovazione di un eventuale "macchina da lettura" a sintesi vocale. Mauch laboratori fu incaricato di lavorare su un dispositivo intermedio, denominato spelled-speech, capace di convertire lettere in suoni vocali, dove i suoni erano correlati alle lettere. Murphy coinvolse nel progetto anche delle persone non vedenti, cosa che non era stata fatta durante la guerra. Istituì anche una comunità di ricerca sulle" macchine da lettura" che avrebbe fornito agli sviluppatori un luogo di incontro comune per un dibattito. Nonostante i suoi sforzi, alla fine il programma PSAS fallì nel suo progetto di innovazione per le "macchine da lettura" per non vedenti, nonostante furono sviluppati diversi prototipi funzionanti.
Lavorando a stretto contatto con la comunità di ricerca della macchina di lettura, gli ingegneri Jim Bliss e John Linvill dello Stanford Research Institute condussero una ricerca nel campo della percezione tattile e la progettazione di circuiti per il controllo di stimolatori tattili. In seguito svilupparono l'Optacon, una "macchina da lettura" che convertiva la stampa in un segnale tattile, muovendo dei perni in rilievo disposti in una matrice, non appena i caratteri attraversavano un segnale ad onda quadra. All'inizio non riuscirono a ottenere il sostegno finanziario dalla PSAS, ma alla fine lavorando con studenti non vedenti si garantirono i fondi nel 1968, dalla neo-costituita BEH – Bureau of Education for the Handicapped (Ufficio della pubblica istruzione per disabili). Nel 1971, fondarono una società, Telesensory Systems Inc., per produrre l'Optacon. Furono venduti oltre 12.000 dispositivi fino al 1990 al prezzo di circa 3000 dollari ciascuno.
Nel 1975, un inventore americano, Raymond Kurzweil, pur non avendo nessun collegamento e contatto con la comunità di ricerca della "macchina da lettura", raccolse dei fondi facendo investire nel suo progetto amici, parenti e uno sponsor. Quando lo sponsor ritirò il suo sostegno, Kurzweil cercò aiuto dalla NFB – National Federation of the Blind (Federazione nazionale dei non vedenti) riuscendo a sviluppare, nel giro di quattro anni, una "macchina da lettura" a sintesi vocale. Kurzweil basandosi sul suo talento in programmazione di computer e sulla propria esperienza nel campo di apprendimento automatico, sviluppò una "macchina da lettura" basata su di un software. Nel 1978 la Kurzweil Reading Machine venne immessa sul mercato e fino al 1990 ne vennero vendute oltre 4.000 unità ad un prezzo che oscillava fra i 12.000 e i 30.000 dollari. Telesensory Systems e Kurzweil rimasero da soli nel settore delle "macchine da lettura" fino alla fine del 1980, quando l'avanzata tecnologia dei microcomputer portò nuovi concorrenti nel campo. Il programma di ricerca inaugurato dalla PSAS fu abbandonato definitivamente nel 1978, di fronte al successo di Telesensory Systems e Kurzweil.
Questi avvenimenti storici ci hanno insegnato che gli sviluppatori di tecnologia devono cercare di integrare la "conoscenza sociale" nelle loro pratiche di sviluppo prima dell'innovazione e la creazione di un mercato. Infatti un innovatore di successo, nella fase iniziale, cerca la "conoscenza" nei lettori non vedenti che sistematicamente perseguivano l'innovazione; stabilivano un progetto attraverso uno sviluppo iterativo sulla conoscenza sociale, nonché quella scientifica e ingegneristica; comprendevano la loro prassi di sviluppo tecnologico in modo del tutto diverso dall'approccio lineare, implicitamente adottato nelle pratiche degli sviluppatori che hanno fallito.
Optofono di Fournier d'Albe Il Dott. d'Albe fu ispirato dal Fotofono di Graham Bell che permetteva la produzione diretta o indiretta di suoni dovuti all'incidenza della luce. Fu così che si dedicò a realizzare un dispositivo capace di sostituire il senso della vista con il senso dell'udito, utilizzabile dai non vedenti per poter distinguere luci o oggetti luminosi mediante l'orecchio. Successivamente perfezionò la sua invenzione costruendone molti modelli via via più efficaci fino a permettere ai non vedenti di poter «leggere a orecchio» un normale libro.
Optofono per lettura Nel 1912 descrisse uno strumento che ha permesso a persone non vedenti di individuare luci o oggetti luminosi mediante il senso dell'udito, e di scoprire ombre intercettando la luce. Questo risultato fu ottenuto mettendo due preparazioni di selenio in due rami di un ponte di Wheatstone, il quale inviava la corrente galvanica all'interno di un telefono. Il flusso della corrente veniva bloccato da un interruttore ad intermittenza. Uno svantaggio del metodo era che l'azione della luce non era istantanea.
Questo inconveniente fu eliminato nelloptofono da lettura (reading optophone) descritto nel 1913. Il segnale sonoro telefonico veniva prodotta dalla luce intermittente alle varie frequenze musicali e utilizzando 8 di queste frequenze, emesse da punti disposti in fila, si constatò che era possibile leggere lettere trasparenti alte circa 5 cm, imparando a riconoscere il caratteristico suono di ogni lettera. Al fine di adattare lo strumento sperimentale per la lettura di caratteri stampati mediante l'orecchio, erano necessarie tre ulteriori modifiche: La lunghezza della linea di punti luminosi doveva essere ridotto da 5 cm a circa 1,5 mm, la dimensione della stampa ordinaria; La luce doveva essere utilizzato dopo la riflessione diffusa dalla superficie stampata; La sensibilità del dispositivo telefonico doveva (come conseguenza) essere notevolmente aumentata. Con queste modifiche apportate e con un po' pratica, le persone totalmente non vedenti, avrebbero potuto leggere libri ordinari e quotidiani attraverso il senso dell'udito.
Optofono per lettura caratteri Era composto da un piccolo disco sirena S, illuminato da una lampadina a filamento rettilineo di Nernst N; una disposizione ottica per proiettare un'immagine della linea di punti luminosi forniti dal disco rotante sopra il carattere da leggere; due preparati di selenio o antimonite collegati in due rami di un ponte di Wheatstone ed esposti alla luce riflessa dal carattere; un ripetitore telefonico Brown collegato al ponte; e il ricevitore usato per la lettura.
La disposizione ottica era costituito da un prisma ad angolo retto che dirigeva il fascio orizzontale di luce proveniente dal disco sirena verso l'alto attraverso la lente grandangolare P alla piccola apertura H nella lastra piana sulla quale era disposto il testo con la faccia verso il basso. Il piano focale della linea di punti coincideva con la superficie superiore della lastra e con il foglio stampato.
Il ponte al selenio era collocato il più vicino possibile alla stampa, ed era forato per consentire il passaggio della luce incidente.