211service.com
Druga skóra rejestruje ruch
Naukowcy z MIT opracowali nowy system, który może zapewnić tańszy i wydajniejszy sposób śledzenia ruchu. System o nazwie Druga skóra , może być tańszą alternatywą do tworzenia efektów specjalnych do filmów. Naukowcy twierdzą, że mają nadzieję, że zostanie on również wykorzystany do pomocy ludziom w monitorowaniu ich własnych ruchów, aby mogli ćwiczyć fizjoterapię lub doskonalić ruchy tai chi.
Kodowane światło: Ten projektor wysyła impulsy światła kilka razy na sekundę. Te impulsy świetlne są odbierane przez fotosensory noszone przez śledzony obiekt.
Tradycyjne systemy śledzenia obejmują szybkie kamery umieszczone wokół specjalnie oświetlonego zestawu. Śledzony obiekt nosi specjalne znaczniki, które odbijają światło emitowane przez kamery. Kamery przechwytują i rejestrują odbite światło kilka razy na sekundę, aby śledzić ruch obiektu. Gdy system jest wykorzystywany do tworzenia filmów, programy komputerowe i zespół animatorów przekształcają dane w animowaną postać. Te systemy śledzenia ruchu mogą kosztować nawet setki tysięcy dolarów. Alternatywne systemy, które wykorzystują magnesy, akcelerometry lub egzoszkielety, wymagają odpowiednio jeszcze bardziej rozbudowanej konfiguracji i kalibracji, są podatne na błędy lub nieporęczne i nieelastyczne.
W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów śledzenia optycznego, Second Skin w ogóle nie polega na kamerach. Zamiast tego system wykorzystuje niedrogie projektory, które można zamontować na suficie lub na zewnątrz. Dlatego system może być używany wewnątrz i na zewnątrz bez specjalnego oświetlenia, a kosztuje tylko kilka tysięcy dolarów – mówi Ramesh Raskar , profesor nadzwyczajny w Media Lab w MIT i główny badacz Second Skin wraz ze studentem Dennisem Miawem.
Myślę, że to przełomowa technologia, mówi Chris Bregler , profesor nadzwyczajny informatyki na Uniwersytecie Nowojorskim, który pracuje nad komputerowymi systemami wizyjnymi do śledzenia ruchu i nie był zaangażowany w badania nad Drugą Skórą. Umożliwia przechwytywanie ruchu w wielu sytuacjach, w których wiele innych osób wcześniej chciało robić przechwytywanie ruchu i nie mogło.
Małe fotosensory osadzone w zwykłych ubraniach rejestrują ruch. Projektory wysyłają wzory w bliskiej podczerwieni – około 10 000 różnych wzorów na sekundę. Kiedy wzory uderzają w maleńkie fotoczujniki osadzone w ubraniu obiektu, fotoczujniki przechwytują zakodowane światło i przekształcają je w sygnał binarny, który wskazuje położenie czujnika. Ponieważ wzorce światła będą uderzać w czujniki w różny sposób, w zależności od tego, gdzie się znajdują, każdy czujnik otrzymuje unikalny wzorzec światła. Te wzorce są rejestrowane około 500 razy na sekundę dla każdego czujnika. Czujniki wysyłają informacje do cienkiego, lekkiego mikrokontrolera noszonego przez podmiot pod ubraniem, który następnie przesyła dane z powrotem do komputera przez Bluetooth. Cały system może kosztować mniej niż 1000 USD, każdy fotosensor kosztuje około 2 USD, czujnik wibracji 80 USD, a projektor 50 USD. (Raskar mówi, że na system potrzeba co najmniej sześciu projektorów). Każdy fotodetektor zasadniczo dekoduje swoją własną lokalizację w pomieszczeniu w sposób podobny do GPS, mówi.
Śledź i wibruj: Maleńkie fotoczujniki są osadzone w czarnej tkaninie pokazanej powyżej. Niebieskie wibratory otaczają również nadgarstek badanego (po lewej). Fotoczujniki przechwytują światło emitowane z pobliskich projektorów, aby określić położenie ramienia obiektu. Oprogramowanie porównuje następnie rzeczywistą pozycję ramienia (linia czerwona) z idealną pozycją ramienia (linia żółta). Kręgi odpowiadają wibratorom; zielony wibruje, wskazując obiektowi właściwą pozycję.
Ponieważ każdy czujnik drugiej skóry ma unikalny identyfikator, Raskar twierdzi, że będzie to dokładniejsze niż tradycyjne systemy optyczne, w których reflektory noszone przez obiekt są nie do odróżnienia od siebie i mogą powodować błędy, gdy jeden reflektor krzyżuje się z drugim. Co więcej, Raskar pokazał, że system działa na zewnątrz i po ciemku.
Teoretycznie wszystko, co potrafi jego system, moglibyśmy zrobić za pomocą wizji komputerowej, ale w praktyce nie znaleźliśmy jeszcze rozwiązania, mówi Bregler. Dzięki jego czujnikom jest bardzo dokładny i bardzo jasny, gdzie [osoba] jest od klatki do klatki.
Dla branży filmowej oznacza to potencjalnie, że śledzenie ruchu można wykonywać na zwykłym planie, co oszczędziłoby czas produkcji i pozwoliłoby aktorom pracować w naturalnym otoczeniu. Te skomplikowane systemy przeszkadzają w kręceniu tych filmów, mówi Steve Sullivan , starszy specjalista ds. technologii w firmie Lucasfilm Przemysłowe światło i magia (ILM). Wiele osób postrzega śledzenie ruchu jako rozwiązany problem, ale myślę, że możemy zrobić znacznie więcej, aby uczynić go bardziej dostępnym dla różnych osób i mniej przeszkadzać. ILM niedawno opracował specjalny, zastrzeżony system pasm o wysokim kontraście do śledzenia ruchu na planie dla Piraci z Karaibów 2 oraz Hombre de Hierro , ale aktorzy muszą nosić specjalny garnitur i wymagane jest obszerne przetwarzanie końcowe, mówi Sullivan. Wspaniale jest słyszeć, że badacze próbują rozwiązać ten problem, ponieważ problemem jest rozbijanie produkcji i oddzielne kręcenie scen i aktorów na tych scenach.
Myślę, że duży potencjał tego rodzaju technologii śledzenia low-end tkwi… bardziej w nowych aplikacjach, w których nie można spędzać całego czasu, aby uczynić go idealnym, mówi Michael Podobnie , profesor nadzwyczajny informatyki na Uniwersytecie Wisconsin-Madison. Gleicher twierdzi, że śledzenie ruchu staje się coraz bardziej popularne w grach wideo, które mogą śledzić gracza i reagować w czasie rzeczywistym.
Naukowcy wykazali również, że system może być używany do śledzenia i korygowania ruchów w prostym ćwiczeniu tai chi. Taki system zawiera maleńkie wibratory, które poruszają się, gdy aktualna pozycja kończyny badanego jest zła, aby wskazać badanemu potrzebę autokorekty. W podobny sposób naukowcy spekulują, że system może być również używany do fizjoterapii lub śledzenia ruchów pacjenta, aby zapobiec upadkom.