Intelligenter Teppich erkennt Körperhaltung
Forscher:innen des Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) am MIT haben einen sensiblen Teppich entwickelt, der erkennen kann, in welcher Körperhaltung ein Mensch darauf steht, sitzt oder liegt - und das ohne Kameras. Es wurden dafür über 9000 Sensoren in der Unterlage verbaut, mit deren Daten man ein neuronales Netzwerk fütterte.
Bei fast allen unseren täglichen Aktivitäten haben wir Körperkontakt mit dem Boden: Gehen, Trainieren oder Ausruhen. Diese enthalten eine Fülle von Informationen, die helfen, die Bewegungen von Menschen besser zu verstehen.
Auf Kameras verzichtet
Bisherige Forschungen nutzten einzelne RGB-Kameras, tragbare omnidirektionale Kameras und sogar einfache Webcams von der Stange, doch erwies sich dies als störanfällig, von Datenschutzproblemen mal abgesehen.Das System des CSAIL-Teams verwendete auch Kameras zur Datenerfassung, die für das Training der KI benötigt wurden. Allerdings wurde nur der Moment, in dem die Person die Aktivität ausführte, erfasst. Der Teppich erkennt dann nur aufgrund der Druckpunkte, ob die Person Sit-ups macht, sich streckt oder eine andere Aktion ausführt.
Die Projektleiterin Yiyue Luo kann sich die Anwendung in einem nahtlosen Gesundheitsüberwachungssystem z. B. für Hochrisikopersonen vorstellen: So könnte eine Rehabilitation begleitet oder Bewegungsaufgaben kontrolliert werden.
Kostengünstig
Der kostengünstige und skalierbare Teppich selbst wurde aus handelsüblicher, druckempfindlicher Folie und leitfähigem Garn hergestellt und mit über neuntausend Sensoren ausgestattet, die sich über eine Fläche von sechs mal zwei Metern erstrecken.
Jeder der Sensoren auf dem Teppich wandelt den Druck des Menschen in ein elektrisches Signal um, und zwar durch den physischen Kontakt zwischen den Füssen, den Gliedmassen, dem Torso und dem Teppich. Das Modell nimmt die aus den visuellen Daten extrahierte Pose als Grundwahrheit, verwendet die taktilen Daten als Eingabe und gibt schliesslich die menschliche 3-D-Pose aus.
Hohe Genauigkeit
Tatsächlich war das Modell in der Lage, die Pose einer Person mit einer Fehlerspanne von weniger als zehn Zentimetern vorherzusagen. Bei der Bestimmung von Aktionen war das System in 97 Prozent der Fälle genau.
«Sie können den Teppich auch für das Training nutzen. Allein aufgrund der Druckpunkte kann es erkennen, welche Übung sie machen und wie oft, und die Menge der verbrannten Kalorien berechnen», sagt Yunzhu Li, ein Co-Autor der Arbeit.
Während das System bisher nur eine einzelne Person verstehen kann, wollen die Wissenschaftler in Zukunft die Messwerte für mehrere Benutzer verbessern, z.B. wenn zwei Personen auf dem Teppich tanzen oder sich umarmen. Sie hoffen auch, mehr Informationen zu gewinnen, wie zum Beispiel die Grösse oder das Gewicht einer Person.
Auf Kameras verzichtet
Bisherige Forschungen nutzten einzelne RGB-Kameras, tragbare omnidirektionale Kameras und sogar einfache Webcams von der Stange, doch erwies sich dies als störanfällig, von Datenschutzproblemen mal abgesehen.Das System des CSAIL-Teams verwendete auch Kameras zur Datenerfassung, die für das Training der KI benötigt wurden. Allerdings wurde nur der Moment, in dem die Person die Aktivität ausführte, erfasst. Der Teppich erkennt dann nur aufgrund der Druckpunkte, ob die Person Sit-ups macht, sich streckt oder eine andere Aktion ausführt.
Die Projektleiterin Yiyue Luo kann sich die Anwendung in einem nahtlosen Gesundheitsüberwachungssystem z. B. für Hochrisikopersonen vorstellen: So könnte eine Rehabilitation begleitet oder Bewegungsaufgaben kontrolliert werden.
Kostengünstig
Der kostengünstige und skalierbare Teppich selbst wurde aus handelsüblicher, druckempfindlicher Folie und leitfähigem Garn hergestellt und mit über neuntausend Sensoren ausgestattet, die sich über eine Fläche von sechs mal zwei Metern erstrecken.
Jeder der Sensoren auf dem Teppich wandelt den Druck des Menschen in ein elektrisches Signal um, und zwar durch den physischen Kontakt zwischen den Füssen, den Gliedmassen, dem Torso und dem Teppich. Das Modell nimmt die aus den visuellen Daten extrahierte Pose als Grundwahrheit, verwendet die taktilen Daten als Eingabe und gibt schliesslich die menschliche 3-D-Pose aus.
Hohe Genauigkeit
Tatsächlich war das Modell in der Lage, die Pose einer Person mit einer Fehlerspanne von weniger als zehn Zentimetern vorherzusagen. Bei der Bestimmung von Aktionen war das System in 97 Prozent der Fälle genau.
«Sie können den Teppich auch für das Training nutzen. Allein aufgrund der Druckpunkte kann es erkennen, welche Übung sie machen und wie oft, und die Menge der verbrannten Kalorien berechnen», sagt Yunzhu Li, ein Co-Autor der Arbeit.
Während das System bisher nur eine einzelne Person verstehen kann, wollen die Wissenschaftler in Zukunft die Messwerte für mehrere Benutzer verbessern, z.B. wenn zwei Personen auf dem Teppich tanzen oder sich umarmen. Sie hoffen auch, mehr Informationen zu gewinnen, wie zum Beispiel die Grösse oder das Gewicht einer Person.
(fest/news.ch)
publiziert: Donnerstag, 24. Juni 2021 / 17:30 Uhr
, aktualisiert: Donnerstag, 24. Juni 2021 / 17:40 Uhr
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