Ψηφιακή διαδραστική σχεδίαση τεχνητής νοημοσύνης και δημόσια επικοινωνία των πενταμελών Frolics της Hua Tuo
Feb 26, 2025
3. Πλήληψη κίνησης βασισμένη σε αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης
Για να ενεργοποιηθεί η διαδραστική λειτουργικότητα της συσκευής ασκήσεων πέντε ζώων μπροστά από μια κάμερα, ο πυρήνας έγκειται στην καθιέρωση μιας σύνδεσης μεταξύ των εικονικών και των πραγματικών αναπαραστάσεων. Ο συμμετέχων υπάρχει στον πραγματικό κόσμο, αλλά πρέπει πρώτα να ανακατασκευαστεί στον εικονικό κόσμο. Στη συνέχεια, ο εικονικός χαρακτήρας ταιριάζει με την ανακατασκευασμένη εικόνα του συμμετέχοντα, επιτρέποντας διάφορα διαδραστικά χαρακτηριστικά. Για να επιτευχθούν πολύ συγχρονισμένες αλληλεπιδράσεις, πρέπει να αντιμετωπιστούν δύο σημαντικές τεχνικές προκλήσεις:Εκτίμηση ανθρώπινης θέσηςκαιΑνθρώπινη κίνηση επαναπροσανατολισμού. Οι παραδοσιακές μεθόδους ανοικοδόμησης ανθρώπινης ανακατασκευής συχνά βασίζονται σε ακριβό εξοπλισμό σύλληψης κίνησης, αλλά αυτή η μελέτη αξιοποιεί τα πλεονεκτήματα της τεχνητής νοημοσύνης για να επιτύχει την ανθρώπινη ανασυγκρότηση με χαμηλότερο κόστος.
Νέο TCM Herbal Cistanche για bodybuilding
Ο πρωταρχικός στόχος της τεχνολογίας εκτίμησης ανθρώπινης θέσης είναι η ανίχνευση των ανθρώπινων θέσεων και των βασικών σημείων από ροές βίντεο. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να εφαρμοστεί σε δύο βασικά χαρακτηριστικά του σχεδιασμού της συσκευής:
Οι ροές βίντεο σε πραγματικό χρόνο συλλαμβάνονται μέσω κάμερας και το μοντέλο ανιχνεύει ανθρώπινα βασικά σημεία, προετοιμάζοντας για επακόλουθες λειτουργίες.
Για να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις των κινήσεων των πενταμελών ασκήσεων, τα βίντεο κλιπ αυτών των ασκήσεων προωθούνται στο μοντέλο, το οποίο ανιχνεύει τα βασικά σημεία για κάθε κίνηση και παράγει σκελετικές αλληλουχίες των χαρακτήρων των πεντα-ζώων ασκήσεων, προετοιμάζοντας τη μεταφορά των αναπαραστάσεων χρηστών.
Νέο φυτικό Cistanche TCM για την κατασκευή σώματος
Η επόμενη ενότητα παρέχει μια λεπτομερή εξήγηση της διαδικασίας τεχνικής εφαρμογής.
Νέο φυτικό Cistanche TCM για την κατασκευή σώματος
3.1 Εξαγωγή σκελετού
Αυτή η μελέτη χρησιμοποιεί τοΑνοικτής χρήσηςΕργαλείο [13] για την επίτευξη καταγραφής και καταγραφής 2D Keypoint σε πραγματικό χρόνο. Το Oppose χρησιμοποιείται κυρίως για εκτίμηση πολλαπλών προσώπων σε πραγματικό χρόνο. Με την ανίχνευση και τη συσχέτιση των βασικών σημείων (όπως οι θέσεις των αρθρώσεων) κάθε ατόμου σε μια εικόνα, επιτρέπει την αναγνώριση της θέσης, αν και δεν παρέχει 3D επιφανειακές πληροφορίες ή λεπτομερή κατάτμηση των τμημάτων του σώματος. Αυτή η μέθοδος εισάγει την έννοια τουΠεδία συγγένειας μέρους (PAFS), η οποία, μέσω των συνελαστικών νευρωνικών δικτύων (CNNs), προβλέπει ταυτόχρονα χάρτες εμπιστοσύνης για τα μέρη του σώματος και τα πεδία συγγένειας μεταξύ των τμημάτων. Τα βασικά σημεία αναλύονται χρησιμοποιώντας μια άπληστη διαδικασία συμπερασμάτων, προσφέροντας ισχυρές επιδόσεις σε πραγματικό χρόνο.
Με το προετοιμασμένο μοντέλο Oppose που έχει προετοιμαστεί, αυτή η μελέτη τροφοδοτεί δεδομένα ροής βίντεο (χρησιμοποιώντας βίντεο επίδειξης από τον εθνικό πρωταθλητή Cao Jin) στο μοντέλο για συμπέρασμα, εξάγοντας σκελετικά δεδομένα για να ληφθούν σκελετικές αλληλουχίες (βλ. Εικόνα 4).
Εικ.4 Αποτελέσματα ανίχνευσης ανθρώπινου σώματος
3.2 Πυκνή εκτίμηση ανθρώπινης θέσης
Η εκχύλιση 2D σκελετού παρέχει περιορισμένη υποστήριξη για τις επακόλουθες εργασίες επαναπροσανατολισμού κίνησης και ισχύει μόνο για την απλή χαρτογράφηση χαρακτήρων σε 2D σκελετούς. Για να καλύψουν τις ανάγκες των πιο σύνθετων αναπαραστάσεων χαρακτήρων, πρέπει επίσης να εξαχθεί η δομή της επιφάνειας 3D του ανθρώπινου σώματος.Πυκνότητα[14] στοχεύει στην επίτευξη πυκνής εκτίμησης ανθρώπινης θέσης, χαρτογραφώντας όλα τα ανθρώπινα εικονοστοιχεία σε μια εικόνα στα αντίστοιχα σημεία τους σε μια 3D ανθρώπινη επιφάνεια. Αυτή η μέθοδος όχι μόνο ανιχνεύει τα βασικά σημεία, αλλά παρέχει επίσης λεπτομερή παραμετροποίηση επιφάνειας για κάθε τμήμα του σώματος, εξάγοντας συντεταγμένες UV και μάσκες τμηματοποίησης μέρους του σώματος.
ΟΠυκνότηταΤο σύστημα χρησιμοποιεί ένα συνελικτικό νευρωνικό δίκτυο (CNN) που συνδυάζει τοΠυκνότηταΜέθοδος με την αρχιτεκτονική Mask-RCNN. Χρησιμοποιεί έναν καταρράκτη παραγωγής και συγκέντρωσης χαρακτηριστικών της περιοχής και στη συνέχεια χρησιμοποιεί ένα πλήρως συνελικτικό δίκτυο για πυκνές προβλέψεις. Αυτό δημιουργεί διακριτές ετικέτες μέρους και συνεχείς συντεταγμένες επιφάνειας, προβλέποντας την πυκνή σχέση αλληλογραφίας της ανθρώπινης επιφάνειας μέσω της εκπαίδευσης.
Δεδομένου ότι η πυκνότητα παρέχει πλούσιες πληροφορίες επιφάνειας σώματος, είναι κατάλληλη για εφαρμογές που απαιτούν λεπτομερή ανθρώπινα σχήματα και εμφανίσεις, όπως η τρισδιάστατη μοντελοποίηση, η εικονική πραγματικότητα (VR) και η επαυξημένη πραγματικότητα (AR). Τελικά, η πυκνότητα είναι ικανή να δημιουργεί λεπτομερή δεδομένα που περιλαμβάνουν τις πληροφορίες για τις επιφανειακές επιφάνειας και τις ακολουθίες κίνησης, υποστηρίζοντας τη μεταφορά πιο σύνθετων αναπαραστάσεων χαρακτήρων (βλ. Εικόνα 5).
Εικ.
3.3 Ανθρώπινη κίνηση επαναπροσανατολισμού
Είτε επιτρέπει σε έναν εικονικό χαρακτήρα να μιμείται τις κινήσεις σε πραγματικό χρόνο ενός χρήστη είτε να κινηθεί τη φωτογραφία ενός χρήστη για να εκτελέσει τις ασκήσεις πέντε ζώων, όλα βασίζονταιΑνθρώπινη κίνηση επαναπροσανατολισμούτεχνολογία. Αυτή η τεχνολογία ανακατευθύνει μια ακολουθία κίνησης πηγής σε μια νέα ακολουθία κίνησης. Υπάρχουν διάφορες προσεγγίσεις για την επίτευξη αυτού του γεγονότος και με βάση τις απαιτήσεις της διαδραστικής συσκευής, η μελέτη αυτή υιοθετεί δύο ισχύουσες τεχνικές.
Για το εξαγόμενοακολουθία σκελετού, η απλή επεξεργασία που βασίζεται στον σκελετό είναι επαρκής για να το μεταφέρει σε μια νέα μορφή. Για παράδειγμα, σχεδιάζοντας ένα μοντέλο "stick figure", μπορούμε να διευρύνουμε τα βασικά σημεία και να προσθέσουμε διαφορετικά χρώματα στα μέρη του σώματος, δημιουργώντας έτσι μια νέα αναπαράσταση.Πίνακας 3απεικονίζει τις επιδράσεις της επαναπροσανατολισμού της κίνησης χρησιμοποιώντας το βίντεο ασκήσεων πέντε ζώων.
Tab.3 Αποτελέσματα που περιέχουν εικόνα και εικόνα βασικού σημείου από επαναπροσανατολισμένο βίντεο
Για πιο σύνθετα σενάρια επαναπροσανατολισμού κίνησης, τα μοντέλα διάχυσης μπορούν να εισαχθούν για να βοηθήσουν στην επίτευξη του στόχου. ΟΜαγείαΤο Framework [15] επιτρέπει τη δημιουργία κινούμενων εικόνων βίντεο που τηρούν μια δεδομένη ακολουθία κίνησης διατηρώντας παράλληλα τη χρονική συνέπεια και την πιστότητα στην εικόνα αναφοράς. Αυτό το μοντέλο ενσωματώνει την εικόνα αναφοράς σε έναν κωδικοποιητή εμφάνισης για να δημιουργήσει μια ενσωμάτωση εμφάνισης, ενώ η ακολουθία στόχου (π.χ. πυκνότητα) εισάγεται σε ένα δίκτυο ελέγχου θέσης (ControlNet) για την εξαγωγή συνθηκών κίνησης. Με βάση αυτά τα δύο σήματα, το μοντέλο εκπαιδεύει ένα μοντέλο διάχυσης βίντεο που ζωντανεύει την ταυτότητα αναφοράς σύμφωνα με τη δεδομένη στάση.
Χρησιμοποιώντας αυτή τη λειτουργία, η διαδραστική μας συσκευή μπορεί να πάρει την ακολουθία κίνησης του χρήστη ως ακολουθία στόχου και η εικόνα χαρακτήρων με πέντε ζώα ως εικόνα αναφοράς. Αυτό επιτρέπει στις ελεύθερες κινήσεις του χρήστη μπροστά από την κάμερα να οδηγούν τη συγχρονισμένη κίνηση του χαρακτήρα των πενταμελών ασκήσεων, δημιουργώντας μια διαδραστική εμπειρία (βλ.Εικόνα 6).
Εικ.6 Δημιουργία επίδρασης οθόνης
4.
4.1 Λειτουργικές λειτουργίες
Η διαδραστική συσκευή "Μετακίνηση, Μείνετε υγιείς και απολαύστε" διαδραστική συσκευή, αξιοποιεί τις κάμερες και την τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης για να επιτρέψει στους συμμετέχοντες να εκτελούν μια σειρά από εργασίες μπροστά στη συσκευή. Αυτές οι κινήσεις καταγράφονται στη συνέχεια σε πραγματικό χρόνο και ταιριάζουν με εικονικές εικόνες χαρακτήρων, παρέχοντας μια εντυπωσιακή διαδραστική εμπειρία. Εμφανίζονται τα σενάρια εφαρμογής της διαδραστικής συσκευήςΕικόνα 7.
Χαρακτηριστικό 1: Οι χρήστες μπορούν να επιλέξουν από μια ποικιλία εικονικών αναπαραστάσεων χαρακτήρων που βασίζονται σε προσωπικές προτιμήσεις, συμπεριλαμβανομένων των ζωνών χαρακτήρων Kung Fu, μοναδικών χαρακτήρων μπλοκ και απλοποιημένων αριθμών ραβδιών. Μέσα από αυτά τα οπτικά εφέ, οι χρήστες απολαμβάνουν μια πλούσια διαδραστική εμπειρία. Αυτοί οι χαρακτήρες όχι μόνο μιμούνται τις κινήσεις των χρηστών αλλά και ανταποκρίνονται σε αυτές.
Χαρακτηριστικό 2: Οι χρήστες μπορούν να τραβήξουν φωτογραφίες πλήρους σώματος μπροστά από την κάμερα για να βελτιώσουν την εμπειρία της εκτέλεσης των ασκήσεων πέντε ζώων. Το σύστημα εισάγει την εικόνα του χρήστη στα κλιπ βίντεο πέντε ζώων, επιτρέποντας στους χρήστες να φανταστούν τους εαυτούς τους ως Masters των πενταμελών ασκήσεων του Hua Tuo, εκτελώντας διάφορα επαγγελματικά κινήματα με ακρίβεια.
Εικ.7 σενάρια εφαρμογής WildFit
4.2 Ρυθμίσεις παραμέτρων
Η συσκευή ονομάζεται"Μετακινήστε, μείνετε υγιείς και απολαύστε"για τη δημιουργία μιας σύνδεσης μεταξύ των ζώων, της φύσης και της φυσικής κατάστασης. Ο στόχος είναι να γίνει ο σχεδιασμός μια γέφυρα μεταξύ αυτών των τριών στοιχείων. Με βάση αυτή την έννοια, η συσκευή είναι μια διαδραστική εγκατάσταση οθόνης που προορίζεται να τοποθετηθεί σε εξωτερικούς χλοοτάπητες ή σε πάρκα ψυχαγωγίας. Είναι εξοπλισμένο με διάφορες παραμέτρους, όπως φαίνεται στοΠίνακας 4.
Πίνακας 4: "Μετακίνηση, μείνετε υγιείς και απολαύστε" διαμόρφωση παραμέτρων
| Παράμετρος | Καθέκαστα |
|---|---|
| Μέγεθος οθόνης | 2,5m × 1,5m |
| Ψήφισμα | 1920 εικονοστοιχεία × 1080 εικονοστοιχεία |
| Διαδραστικά κουμπιά | Κουμπί έναρξης. Κουμπί παρακολούθησης κίνησης και ανατροφοδότησης. κουμπί εξόδου |
| Ευαισθησία αφής | Χρόνος απόκρισης 10ms, ρυθμός καρέ 30fps. Υποστηρίζει χειρονομίες, στάση σώματος και φυσική ανίχνευση |
| Αλληλεπίδραση ανατροφοδότησης | Φωνητικές προτροπές ή οπτική ανατροφοδότηση (π.χ. δείκτες που δείχνουν μη ευθυγραμμισμένη στάση σώματος ή ελλιπείς χειρονομίες κίνησης) |
| Αντοχή | IP65 αδιάβροχη βαθμολογία. κέλυφος υλικού κράματος αλουμινίου
|
Εικ.8 Επίδειξη σχεδιασμού Wildfit Design
4.3.2 Φυσική Αξιολόγηση: Περιεχόμενα και Μέθοδοι
Για να εκτιμηθεί περαιτέρω ο αντίκτυπος της φυσικής συσκευής μετά την εφαρμογή της, προτείνονται οι ακόλουθες μέθοδοι αξιολόγησης:
1) Δείκτες σωματικής υγείας
Σκοπός: Συγκρίνετε τους δείκτες σωματικής υγείας των συμμετεχόντων πριν και μετά τη συμμετοχή του προγράμματος φυσικής κατάστασης (π.χ. βάρος, ποσοστό σωματικού λίπους, καρδιακός ρυθμός, αρτηριακή πίεση) για να αξιολογηθεί ο αντίκτυπος του προγράμματος φυσικής κατάστασης στη σωματική υγεία.
Μέθοδος: Ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης
Η γραμμική παλινδρόμηση χρησιμοποιείται για την ανάλυση των αλλαγών στους δείκτες σωματικής υγείας των συμμετεχόντων πριν και μετά το πρόγραμμα φυσικής κατάστασης. Ο τύπος έχει ως εξής:
Y=β ₀ + β₁x + ε
Y: Εξαρτώμενη μεταβλητή (π.χ. αλλαγή βάρους).
X: Ανεξάρτητη μεταβλητή.
β ₀καιβ ₁: Συντελεστές παλινδρόμησης.
ε: Τυχαίο σφάλμα.
2) Δείκτες ψυχολογικής υγείας
Σκοπός: Διερευνήστε τους δείκτες ψυχολογικής υγείας των συμμετεχόντων μετά τη συμμετοχή του στο πρόγραμμα φυσικής κατάστασης (π.χ. συναισθηματική κατάσταση, επίπεδα άγχους, ευτυχία) για να αξιολογήσει τον αντίκτυπό της στην ψυχική ευεξία.
Μέθοδος: Ανάλυση λογικής παλινδρόμησης
Η λογιστική παλινδρόμηση χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση του αντίκτυπου του προγράμματος στους δείκτες ψυχολογικής υγείας (π.χ. ευτυχία). Ο τύπος έχει ως εξής:
P (y =1)=1 / (1 + e^-(β + β ₁x)))
Y: Δυαδική μεταβλητή (π.χ. αν ο συμμετέχων αισθάνεται ευτυχισμένος).
X: Ανεξάρτητη μεταβλητή.
β ₀καιβ ₁: Συντελεστές παλινδρόμησης.
Για τη συσκευή "Μετακίνηση, Μείνετε υγιείς και απολαύστε", οι ανεξάρτητες μεταβλητές αναφέρονται λεπτομερώς στοΠίνακας 5.
3) Έρευνα δέσμευσης και ικανοποίησης
Σκοπός: Διερευνήστε τη δέσμευση και την ικανοποίηση των συμμετεχόντων με το πρόγραμμα γυμναστικής.
Μέθοδος: Σχεδιάστε και διανείμετε ένα ερωτηματολόγιο έρευνας για τη συλλογή σχολίων χρηστών σχετικά με τη χρηστικότητα, την απόλαυση και την πρακτικότητα της συσκευής, καθώς και τη συνολική ικανοποίηση με τη διαδραστική συσκευή άσκησης πέντε ζώων.
Οι συμμετέχοντες θα αξιολογήσουν αυτές τις πτυχές και οι βαθμολογίες και οι προτάσεις ανατροφοδότησης θα χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της συσκευής.
