תכנון אינטראקטיבי דיגיטטיבי מונע בינה מלאכותית ותקשורת ציבורית של חמשת בעלי החיים של הואה טוו
Feb 26, 2025
3. לכידת תנועה מבוססת על אלגוריתמים של בינה מלאכותית
כדי לאפשר את הפונקציונליות האינטראקטיבית של מכשיר התרגילים של חמישה בעלי חיים מול המצלמה, הליבה טמונה בביסוס חיבור בין ייצוגים וירטואליים לבין העולם האמיתי. המשתתף קיים בעולם האמיתי, אך תחילה יש לשחזר אותו בעולם הווירטואלי. לאחר מכן, הדמות הווירטואלית מתאימה לתמונה המשוחזרת של המשתתף, ומאפשרת תכונות אינטראקטיביות שונות. כדי להשיג אינטראקציות מסונכרנות מאוד, יש לטפל בשני אתגרים טכניים עיקריים:הערכת תנוחה אנושיתוכןמיקוד מחדש של תנועה אנושיתו שיטות שחזור אנושיות מסורתיות מסתמכות לרוב על ציוד לכידת תנועה יקר, אך מחקר זה ממנף את היתרונות של הבינה המלאכותית כדי להשיג שחזור אנושי בעלות נמוכה יותר.
צמחי מרפא חדשים של TCM לפיתוח גוף
המטרה העיקרית של טכנולוגיית הערכה של תנוחת אנוש היא לאתר עמדות אנושיות ומקלות מקשים מזרמי וידיאו. ניתן ליישם טכנולוגיה זו על שתי תכונות עיקריות בעיצוב המכשירים:
זרמי וידיאו בזמן אמת נלכדים באמצעות מצלמה, והדגם מגלה את מנופי המפתחות האנושיים, מתכונן לפעולות הבאות.
כדי לעמוד בדרישות של תנועות התרגילים של חמש בעלי חיים, קטעי וידיאו של תרגילים אלה נטענים מראש לדגם, המגלה את נקודת המפתח עבור כל תנועה ומייצר רצפי שלד של תווי תרגילי חמש בעלי חיים, ומכין להעברת ייצוג המשתמשים.
צמחי מרפא חדשים של TCM לבניית גוף
החלק הבא מספק הסבר מפורט על תהליך היישום הטכני.
צמחי מרפא חדשים של TCM לבניית גוף
3.1 מיצוי שלד
מחקר זה מנצל אתפתוחהכלי [13] להשגת לכידת מקשים של מקלחת 2D בזמן אמת. OpenPose משמש בעיקר לאומדן של תמצית דו-מימדית מרובת אנשים בזמן אמת. על ידי איתור וקשירת נקודת המפתח (כגון מיקומי משותפים) של כל אדם בתמונה, היא מאפשרת הכרה בתנוחה, אם כי היא אינה מספקת מידע משטח תלת -ממדי או פילוח מפורט של חלקי הגוף. שיטה זו מציגה את הרעיון שלשדות זיקה חלקים (PAFS)אשר באמצעות רשתות עצביות מפותלות (CNNs) מנבאות בו זמנית מפות ביטחון עבור חלקי גוף ושדות זיקה בין חלקים. נקודות מקשים מנותחות בתהליך הסקה חמדן, ומציעות ביצועים חזקים בזמן אמת.
עם הכנת המודל של הפתיחה הפתוחה שהוכשר מראש, מחקר זה מאכיל נתוני זרם וידאו (באמצעות סרטוני הדגמה של האלופה הלאומית CAO JIN) למודל להשלכה, וחילוץ נתוני שלד להשגת רצפי שלד (ראה איור 4).
איור 4 תוצאות גילוי של מקלות מקשים של גוף האדם
3.2 הערכת תנוחה אנושית צפופה
מיצוי שלד דו -ממדי מספק תמיכה מוגבלת למשימות המיקוד מחדש של תנועה לאחר מכן והוא מיושם רק על מיפוי תווים פשוט על שלדי דו מימדי. כדי לענות על הצרכים של ייצוגי אופי מורכבים יותר, יש לחלץ גם את מבנה פני השטח התלת -ממדי של גוף האדם.דחיפה[14] שואף להשיג הערכת תנוחה אנושית צפופה על ידי מיפוי כל הפיקסלים האנושיים בתמונה לנקודותיהם המתאימות על משטח אנושי תלת -ממדי. שיטה זו לא רק מגלה PeyPoints אלא גם מספקת פרמטריזציה מפורטת של פני השטח עבור כל חלק בגוף, מוצאת קואורדינטות UV ומסכות פילוח חלקים בגוף.
THEDENSEPSE-RCNNהמערכת משתמשת ברשת עצבית מפותלת (CNN) המשלבת אתDenseregשיטה עם ארכיטקטורת Mask-RCNN. היא משתמשת במפל של ייצור הצעות אזוריות ותכונות איגום, ואז משתמש ברשת מפותלת לחלוטין לתחזיות צפופות. זה מייצר תוויות חלק נפרדות וקואורדינטות שטח רצופות, ומנבא את יחסי ההתאמה הצפופים של פני השטח האנושי באמצעות אימונים.
מכיוון ש- DenePse מספק מידע עשיר בגוף, הוא מתאים ליישומים הדורשים צורות והופעות אנושיות מפורטות, כמו דוגמנות תלת מימד, מציאות מדומה (VR) ומציאות מוגברת (AR). בסופו של דבר, DenePse מסוגל לייצר נתונים מפורטים הכוללים מידע על פני שטח אנושי ורצפי תנועה, התומכים בהעברת ייצוגי תווים מורכבים יותר (ראה איור 5).
איור 5
3.3 מיקוד מחדש של תנועה אנושית
בין אם לאפשר תו וירטואלי לחקות את התנועות בזמן אמת של המשתמש או להנפיש את תמונת המשתמש כדי לבצע את התרגילים של חמשת בעלי החיים, הכל מסתמך עלמיקוד מחדש של תנועה אנושיתטֶכנוֹלוֹגִיָה. טכנולוגיה זו מפנה מחדש רצף תנועת מקור לרצף תנועה חדש. ישנן גישות שונות להשגת זאת, ועל סמך הדרישות של המכשיר האינטראקטיבי, מחקר זה נוקט בשתי טכניקות רלוונטיות.
לחילוץרצף שלד, מספיק עיבוד פשוט המבוסס על השלד בכדי להעביר אותו לצורה חדשה. לדוגמה, על ידי תכנון דגם "דמות מקל", אנו יכולים להגדיל את מנופי המפתחות הראש ולהוסיף צבעים שונים לחלקי הגוף, ובכך לייצר ייצוג חדש.טבלה 3ממחיש את ההשפעות של מיקוד מחדש של תנועה באמצעות סרטון התרגילים של חמישה בעלי חיים.
TAB.3 תוצאות המכילות תמונה ותמונה של נקודת מפתח מווידיאו ממוקד מחדש
לתרחישים מורכבים יותר לתנועה מחדש, ניתן להציג דגמי דיפוזיה כדי לסייע בהשגת המטרה. THEקסםמסגרת [15] מאפשרת ליצירת אנימציות וידיאו הדבקות ברצף תנועה נתון תוך שמירה על עקביות ונאמנות זמנית לתמונת ההתייחסות. מודל זה מטמיע את תמונת ההתייחסות למקודד מראה ליצירת הטמעת מראה, ואילו רצף התנוחה של היעד (למשל, צפיפות) כניסה לרשת בקרת פוזה (ControlNet) כדי לחלץ תנאי תנועה. בהתבסס על שני האותות הללו, הדגם מכשיר מודל דיפוזיה של וידאו שמנפש את זהות ההתייחסות על פי התנוחה הנתונה.
באמצעות תכונה זו, המכשיר האינטראקטיבי שלנו יכול לקחת את רצף התנועה של המשתמש כרצף תנוחת היעד ותמונת הדמות של תרגילי חמישה בעלי חיים כתמונת ההתייחסות. זה מאפשר לתנועות החופשיות של המשתמש מול המצלמה להניע את התנועה המסונכרנת של אופי התרגילים של חמישה בעלי חיים, ויוצר חוויה אינטראקטיבית (ראואיור 6).
איור 6 יצירת אפקט מסך
4. "העבר, הישאר בריא ותיהנה מ"עיצוב מכשירים אינטראקטיביים ציבוריים
4.1 תכונות פונקציונליות
המכשיר האינטראקטיבי "זז, הישאר בריא ונהנה" ממנף מצלמות וטכנולוגיית בינה מלאכותית כדי לאפשר למשתתפים לבצע סדרת משימות מול המכשיר. לאחר מכן תנועות אלה נרשמות בזמן אמת ומתאימות לתמונות אופי וירטואליות, ומספקות חוויה אינטראקטיבית טבילה. תרחישי היישום של המכשיר האינטראקטיבי מוצגים באיור 7.
תכונה 1: משתמשים יכולים לבחור מבין מגוון ייצוגי תווים וירטואליים המבוססים על העדפות אישיות, כולל תווים של קונג פו מלא חיים, תווי בלוק מעוצבים באופן ייחודי ודמויות מקל מפושטות. באמצעות אפקטים חזותיים אלה, המשתמשים נהנים מחוויה אינטראקטיבית עשירה. תווים אלה לא רק מחקות את תנועות המשתמשים אלא גם מגיבות להן.
תכונה 2: משתמשים יכולים לצלם תמונות בגוף מלא מול המצלמה כדי לשפר את החוויה של ביצוע תרגילי חמש בעלי חיים. המערכת מכניסה את תמונת המשתמש לקטעי הווידיאו לחמישה בעלי החיים, ומאפשרת למשתמשים לדמיין את עצמם כמאסטרים לתרגילי חמש בעלי החיים של הואה טו, ומבצעים תנועות מקצועיות שונות בדיוק.
איור 7 תרחישים של יישום Wildfit
4.2 הגדרות פרמטרים
המכשיר נקרא"זז, הישאר בריא ותיהנה"לבסס קשר בין בעלי חיים, טבע וכושר. המטרה היא להפוך את העיצוב לגשר בין שלושת האלמנטים הללו. בהתבסס על מושג זה, המכשיר הוא התקנת מסך אינטראקטיבית המיועדת להיות ממוקמת על מדשאות חיצוניות או בפארקי שעשועים. זה מצויד בפרמטרים שונים, כפי שמוצג בטבלה 4.
טבלה 4: "הזז, הישאר בריא ותיהנה מתצורת פרמטרים
| פָּרָמֶטֶר | פרטים |
|---|---|
| גודל המסך | 2.5 מ '× 1.5 מ' |
| הַחְלָטָה | 1920 פיקסלים × 1080 פיקסלים |
| כפתורים אינטראקטיביים | כפתור התחל; לחצן מעקב אחר תנועה ומידן משוב; כפתור יציאה |
| לגעת ברגישות | זמן תגובה של 10MS, קצב מסגרת 30fps; תומך במחוות ידיים, תנוחת גוף וחישה פיזית |
| אינטראקציה של משוב | הנחיות קוליות; או משוב חזותי (למשל, אינדיקטורים המציגים תנוחת גוף לא מיושרה או מחוות תנועה לא שלמות) |
| עֲמִידוּת | דירוג IP65 אטום למים; מעטפת חומר סגסוגת אלומיניום
|
איור 8 הפגנת קונספט של עיצוב Wildfit
4.3.2 הערכה פיזית: תוכן ושיטות
כדי להעריך עוד יותר את ההשפעה של המכשיר הפיזי לאחר היישום שלו, מוצעות שיטות ההערכה הבאות:
1) אינדיקטורים לבריאות גופנית
מַטָרָה: השווה בין אינדיקטורים לבריאות גופנית של המשתתפים לפני ואחרי העיסוק בתוכנית הכושר (למשל משקל, אחוז שומן בגוף, קצב לב, לחץ דם) כדי להעריך את השפעת תוכנית הכושר על הבריאות הגופנית.
שִׁיטָה: ניתוח רגרסיה לינארית
רגרסיה לינארית משמשת לניתוח השינויים במדדי הבריאות הגופניים של המשתתפים לפני ואחרי תוכנית הכושר. הנוסחה היא כדלקמן:
Y=β₀ + β₁x + ε
Y: משתנה תלוי (למשל, שינוי משקל).
X: משתנה עצמאי.
β₀וכןβ₁: מקדמי רגרסיה.
ε: שגיאה אקראית.
2) אינדיקטורים לבריאות פסיכולוגית
מַטָרָה: לחקור את מדדי הבריאות הפסיכולוגיים של המשתתפים לאחר שהשתתפו בתוכנית הכושר (למשל, מצב רגשי, רמות מתח, אושר) כדי להעריך את השפעתו על רווחתה הנפשית.
שִׁיטָה: ניתוח רגרסיה לוגיסטית
רגרסיה לוגיסטית משמשת להערכת השפעת התוכנית על מדדי בריאות פסיכולוגית (למשל, אושר). הנוסחה היא כדלקמן:
P (y =1)=1 / (1 + e^-(β₀ + β₁x))
Y: משתנה בינארי (למשל, בין אם המשתתף מרגיש מאושר).
X: משתנה עצמאי.
β₀וכןβ₁: מקדמי רגרסיה.
למכשיר "זז, הישאר בריא ותיהנה", המשתנים העצמאיים מפורטים בטבלה 5.
3) סקר מעורבות וסיפוק
מַטָרָה: חקור את מעורבותם וסיפוק המשתתפים מתוכנית הכושר.
שִׁיטָה: תכנן והפצה שאלון סקר כדי לאסוף משוב של משתמשים על השימושיות, ההנאה והמעשיות של המכשיר, כמו גם שביעות רצון כללית מהמכשיר האינטראקטיבי של חמש בעלי חיים.
המשתתפים ידרגו היבטים אלה, וציוני המשוב וההצעות ישמשו להערכת יעילות המכשיר.
