Революция в технологии «захват движения» скоро изменит мир игр, фитнеса и медицины
Для анализа ваших движений теперь достаточно одной программы, встроенной в ваш гаджет. Обычный смартфон заменит дорогие системы.
Многие любители кино знакомы с техникой захвата движения, при которой на актера надевают облегающий костюм с датчиками. Компьютер фиксирует данные, а затем отображает движения и выражения лица. Это считается «золотым стандартом» захвата движения, но такое оборудование стоит более 100 тысяч долларов.
Инженеры из Северо-Западного университета США стремились разработать доступную версию, которую мог бы использовать практически любой человек. В результате они создали программу MobilePoser, которая захватывает и обрабатывает с помощью искусственного интеллекта движения в реальном времени, используя информацию от датчиков, которые уже есть на таких устройствах, как смартфон, смарт-часы или беспроводные наушники. Соответствующая информация размещена на сайте Университета.
Как объясняют ученые, в смартфонах и других гаджетах есть инерциальные измерительные блоки (IMU), которые включают акселерометры, гироскопы и магнитометры для измерения движения и ориентации тела. Но их точности недостаточно для использования в захвате движения.
Для повышения эффективности датчиков команда разработала многоступенчатый алгоритм искусственного интеллекта, обученный на большом наборе синтезированных измерений IMU, сгенерированных на основе данных высокоточного захвата движения. MobilePoser получает от датчиков в гаджетах информацию об ускорении и ориентации тела.
После обработки этих данных через алгоритм искусственного интеллекта программа определяет позиции и вращение суставов, скорость и направление ходьбы, а также контакт ног с поверхностью.
Физический оптимизатор, обученный на основе физики движения, помогает уточнить прогнозируемые движения, чтобы гарантировать, что они соответствуют реальным. Например, он учитывает, что суставы не могут сгибаться назад, а голова не может поворачиваться на 360 градусов.
Система имеет ошибку отслеживания всего 8-10 сантиметров. Для сравнения, Microsoft Kinect, которая использует стационарную камеру, имеет ошибку 4-5 сантиметров, но пользователь должен находиться в поле ее зрения. MobilePoser дает свободу перемещения.
Авторы отмечают, что точность MobilePoser повышается, когда пользователь носит более одного устройства, например, смарт-часы на запястье и смартфон в кармане. Но главное преимущество системы в ее адаптивности. Даже если у вас в какой-то день не будет часов, а останется только телефон, система сможет подстроиться и определить положение всего вашего тела.
Разработчики уверены, что MobilePoser расширит возможности для отслеживания движений в компьютерных играх, виртуальной реальности и приложениях для здоровья и фитнеса.
Она может не просто считать шаги, но и отслеживать позы тела во время выполнения упражнений, что позволяет пользователям следить за правильностью их выполнения. Докторам она даст возможность анализировать мобильность, уровень активности и ходьбу пациентов.
Авторы обещают, что их программа в форме мобильного приложения скоро будет доступна для iPhone, AirPods и Apple Watch.
Комментарии