【48812】华师团队规划可穿戴柔性传感器材可完结三维空间内的运动辨认

时间: 2024-08-04 08:35:05 |   作者: kaiyun官方平台app下载

　　近年来，跟着可穿戴柔性传感器技能的展开，其使用场景规模越来越广。可是，经过可穿戴柔性传感器捕捉人体运动依然充溢应战。因为人体关节的灵活性，人体的运动往往非常杂乱，因而对动作捕捉设备提出了更高的要求。

　　近来，华南师范大学研讨员团队与合作者开发了一种可用于运动捕捉的可穿戴柔性传感器材，经过感知实在物理运动引起的外表形变场改变，来精确复原杂乱运动。

　　他们提出了一种根据空间散布差分的传感器材规划，可以将运动引起的外表形变场解耦为多个根底形变的组合，然后精确复原运动行为。根据该规划，即使关于手腕等高自由度的关节，也能轻松完结三维空间内的运动辨认。

　　近来，相关论文以《经过机器学习进行分类和动觉信息解耦的同质传感器的差异规划》（）为题发布在 Applied Physics Reviews 上[1]，并被修改引荐为期刊引荐论文（ Featured Article）。

　　不同于已商用的根据光学的动作捕捉方案，该团队所开发的可穿戴柔性传感器材经过收集跟随运动变形产生的传感器电信号改变，来完结对佩带者的运动捕捉，其传感的精确性不会受限于场所和遮挡。

　　“因而，可穿戴式柔性传感器材有望于拓宽动作捕捉的场景，并增强运动捕捉在不同场景下的鲁棒性。”说。

　　可是，柔性传感器材在运动捕捉范畴使用的局限性在于，其信号并不直接反映运动。当柔性传感器材穿戴在人体外表时，它的传感信号其实反映的是与柔性传感器贴合的皮肤产生的变形程度。

　　虽然皮肤的变形由运动引起，可是也遭到许多其他要素的影响。周远志举例说道：“比方不同的人（老人和孩子），因他们的体型身段有差异，即使是做相同的动作，他们的皮肤形变也会不一样。除此之外，佩带方位的差异也或许会引起丈量到的皮肤形变的差异。”

　　整体来说，因为实在运动场景的杂乱性，柔性传感器材在实践运动捕捉场景中面临着许多潜在的影响要素，而这些影响要素极大地限制了柔性传感器材真实地从试验室走入到人们的日常日子。

　　在该研讨中，研讨团队从头审视了穿戴式柔性传感器在动作捕捉进程中信息传递的进程，根据实践场景中的需求，对传感器功用和规划提出要求和改善。

　　值得重视的是，该传感器材仅由两个相同的传感单元组成。研讨人员经过对运动形变引起的应变场改变剖析，规划了传感单元的空间方位联络及电学呼应方式，终究仅经过两个传感单元，便完结了关于多种复合形变的精确解耦。“这也表现了智能传感体系的‘化繁为简’的规划思维。”表明。

　　该团队遇到的要害应战之一，是怎么了解和复现实践运动引起的形变。实践上，人体皮肤的运动变形非常杂乱，而且人体的运动的重复精度不高，在丈量上，皮肤形变的丈量也是非常具有应战性的课题之一。

　　因而，怎么提取皮肤形变中的要害特征，并经过试验室中的标准化测验加以模仿和复现，成为了研讨团队研讨形变的首要方案。

　　结合力学剖析办法，他们将实践日子中的形变分解为多个根本形变的叠加，并构建了一套自主规划的标准化复合形变施加、丈量体系。该团队经过该体系研讨了器材关于复合形变的解耦才能，终究将这种才能使用到实践场景。

　　该团队表明，期望可以经过该研讨进一步启示更多使用导向的传感规划，并经过物理结构的规划，下降传感体系本身在集成上的杂乱度。根据该规划理念，可穿戴柔性电子未来或许可以进一步小型化、便携化的一同，也能确保高精度的传感才能，这将有利于可穿戴柔性传感器材的实践使用。

　　课题组的首要研讨方向是在深刻了解人机物之间的物理联络根底上，规划完结人机交互的感知器材与使用体系，完结对信息的收集、处理与解说。

　　在生理学上，触觉被描绘为动觉与压觉两种感觉方式。在这次的研讨中，首要着眼于动觉的评论，“而在压觉方向，咱们也展开了根据视触觉的压觉感知体系方面的研讨，用于模仿和解说人类的接触行为。”表明。

　　未来，该课题组方案持续立足于器材规划与体系完结，经过柔性与可穿戴传感器的规划，进一步加深对人类触觉与感知的了解，完结物理国际与数字国际的智能交互。

　　一方面，他们将活跃推动有关技能向工业使用的转化；另一方面，经过对触觉行为的物理模型和信息转化的剖析，也将进一步推动相关感知器材与体系在实践使用场景中更牢靠、更精确地展开。

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