Analýza pohybu - drony‚ QuickShots...
Analýza biomechaniky pohybu pomocou dronov, umelej ineligencie a počítačového videnia
Video je najpoužívanejším nástrojom na analýzu športového výkonu, pretože poskytuje spoločný referenčný bod pre trénera a športovca. Problémom videa je, že je to subjektívny nástroj. Na prekonanie tohto problému používame systémy snímania pohybu, ktoré umožňujú získať objektívny 3D model postoja a pohybu osoby, prevažne len v laboratórnych podmienkach. Bohužiaľ, mnohé aktivity, ako napríklad väčšina outdoorových športov, sa nedajú zachytiť v laboratóriu bez narušenia aktivity.
V roku 2020 výskumníci z Tokijskej univerzity skontrolovali, či je softvér na zachytávanie pohybu bez markerov AI (Artificial intelligence) užitočný v oblasti klinickej medicíny a rehabilitácie. Dospeli k záveru, že použitie tejto technológie môže znížiť zložitosť a náklady spojené s konvenčným pasívnym zachytávaním pohybu markerov bez ohrozenia presnosti rozpoznávania.
4D analýza pohybu
V prípade realizácie pripravovaného projektu navrhujeme použiť na automatické sledovanie kostry letecký dronový systém vybavený hĺbkovými kamerami, softvér na zachytávanie pohybu bez markerov založený na umelej inteligencii - experimenty s hotovými systémami dronov (FocusTrack, MasterShots, QuickShots, Hyperlapse) a komerčne dostupným softvérom. Cieľom sledovania kostry je vytvoriť a využiť systém na analýzu pohybových aktivít bežných subjektov a zdravotne indisponovaných jedincov či výkonov športovcov v ich skutočných podmienkach (3D priestor a časová dimenzia). Získané poznatky plánujeme využiť najmä v prevencii a zrýchlení a zeefektívnení liečebnej rehabilitácii zdravotne indisponovaných subjektov.
Evolúcia technológie dronov
V roku 2023 integrácia AI a počítačového videnia do technológie dronov katalyzovala obrovský posun v autonómnych schopnostiach. Tento pokrok je zakotvený v sofistikovaných algoritmoch strojového učenia, ktoré umožňujú dronom interpretovať a reagovať na svoje prostredie s bezprecedentnou úrovňou presnosti. Synergia medzi umelou inteligenciou a platformou videnia, ako je platforma počítačového videnia, bola kľúčová pri rozširovaní funkčného rozsahu bezpilotných lietadiel, ktoré ich posúvajú ďaleko za hranice ich tradičných úloh.
Úloha softvéru počítačového videnia v dronoch bola transformačná a umožnila detekciu a mapovanie objektov v reálnom čase, čo je kľúčové pre rôzne aplikácie. Drony teraz spracúvajú obrovské množstvo údajov zo svojich senzorov, čo vedie k informovanejšiemu a autonómnemu rozhodovaniu.
Čo je to počítačové videnie?
Počítačové videnie vo svojej podstate zahŕňa vývoj algoritmov a systémov, ktoré umožňujú strojom vnímať a interpretovať vizuálne informácie, podobne ako ľudský vizuálny systém. Využitím techník spracovania obrazu a videa umožňuje počítačové videnie strojom identifikovať, spracovať a porozumieť vizuálnym údajom s pozoruhodnou presnosťou a efektívnosťou. Od rozpoznávania objektov a segmentácie obrazu až po rozpoznávanie tváre a autonómne vozidlá, počítačové videnie našlo uplatnenie v rôznych oblastiach.
Pochopenie analýzy pohybu
Analýza pohybu je proces zachytávania, kvantifikácie a interpretácie ľudského pohybu. Má významné dôsledky v oblastiach, ako je športová veda, zdravotníctvo (detekcia pohybu, pádu, bunková analýza...), robotika a ďalšie. Sledovaním polohy, rýchlosti a zrýchlenia častí tela nám analýza pohybu umožňuje získať neoceniteľné poznatky o biomechanike, analýze chôdze... Analýza pohybu tradične vyžadovala zložité a drahé hardvérové nastavenia, čo obmedzovalo jej dostupnosť.
Vplyv umelej inteligencie
Integrácia AI do analýzy pohybu nie je ničím menším než revolučným. Algoritmy strojového učenia, najmä modely hlbokého učenia, preukázali výnimočné schopnosti pri analýze ľudského pohybu s minimálnymi požiadavkami na hardvér. Využitím sily AI sa analýza pohybu stala dostupnejšou, nákladovo efektívnejšou a efektívnejšou než kedykoľvek predtým.
S počítačovým videním riadeným AI je možné sledovať a analyzovať ľudský pohyb v reálnom čase pomocou fotoaparátu smartfónu, čím sa eliminuje potreba ďalších senzorov alebo špecializovaného vybavenia. Táto prelomová technológia otvorila dvere inovatívnym riešeniam v mnohých odvetviach.
Aplikácie v reálnom svete
Aplikácie analýzy pohybu počítačového videnia AI sú rôznorodé a pôsobivé. Napríklad v odvetví fitness a zdravia umožňuje analýza pohybu poháňaná umelou inteligenciou personalizované koučovanie a spätnú väzbu v reálnom čase a prispôsobuje cvičebné plány individuálnym potrebám či už ide o zvýšenie športového výkonu, podporu rehabilitačných programov alebo motiváciu jednotlivcov k zdravšiemu životnému štýlu. Integrácia AI do analýzy pohybu má potenciál spôsobiť revolúciu v týchto oblastiach.
Okrem kondície a zdravia nachádza analýza pohybu pomocou počítačového videnia AI uplatnenie v oblastiach, ako je zábava, hranie hier, virtuálna realita a rozpoznávanie gest. V robotike zohráva kľúčovú úlohu pri zlepšovaní interakcie medzi človekom a robotom a pri úlohách spolupráce. Priemyselné odvetvia ťažia z jeho využitia pri optimalizácii pracovných tokov a zaistení bezpečnosti pracovníkov.
Nástroje poháňané AI vo fyzikálnej terapii využívajú pokročilé algoritmy a analyzujú pohyby pacientov spôsobmi, ktoré sú často voľným okom neviditeľné. Tieto technológie pomáhajú nielen pri presnejšej identifikácii pohybových porúch, ale aj pri okamžitom sledovaní postupu rehabilitácie. Pre fyzioterapeutov to znamená, že dokážu presne prispôsobiť rehabilitačné programy jedinečným potrebám každého pacienta.