Σύγκριση μεταξύ αποτελεσμάτων markerless και marker based συστήματος καταγραφής κίνησης σε υγιή άτομα

Διπλωματική Εργασία uoadl:3396330 20 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Εφαρμοσμένη Εμβιομηχανική και Βιοϋλικά στην Ορθοπαιδική
Βιβλιοθήκη Επιστημών Υγείας
Ημερομηνία κατάθεσης:
2024-04-15
Έτος εκπόνησης:
2024
Συγγραφέας:
Πάττας Νικόλαος
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Ηλίας Τσέπης, Καθηγητής, Τμήμα Φυσικοθεραπείας, Πανεπιστήμιο Πατρών
Όλγα Σαββίδου, Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Βασίλειος Νικολάου, Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Σύγκριση μεταξύ αποτελεσμάτων markerless και marker based συστήματος καταγραφής κίνησης σε υγιή άτομα
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Σύγκριση μεταξύ αποτελεσμάτων markerless και marker based συστήματος καταγραφής κίνησης σε υγιή άτομα
Περίληψη:
Στην παρούσα εργασία έγινε η σύγκριση δύο συστημάτων καταγραφής κίνησης (motion capture). Του συστήματος optical motion capture VICON και του προγράμματος τεχνιτής νοημοσύνης Pose2Sim (Pagnon et al., 2021) χρησιμοποιώντας πέντε κινητά τηλέφωνα (smartphones).
Για τις ανάγκες της εργασίας καταγράφηκαν δύο διαφορετικές κινήσεις (βαθύ κάθισμα και βήμα σε σκαλοπάτι) από τέσσερα υγιή άτομα ταυτόχρονα με το σύστημα καμερών της VICON και με τα πέντε κινητά τηλέφωνα. Η σύγκριση των δύο συστημάτων έγινε με σύγκριση των αποτελεσμάτων κάμψης της λεκάνες (pelvic tilt), της κάμψης του ισχίου (hip flexion) και της γωνίας του γόνατος (knee angle). Τα δεδομένα αυτά ήταν τα ασφαλέστερα στην παρατήρηση δεδομένου της επιλογής των κινήσεων αλλά και της βέλτιστης προσομοίωσης των κάτω άκρων από το Pose2Sim. Ευελπιστούμε να μελετήσουμε τα αποτελέσματα κινήσεων των άνω άκρων σε μελλοντική έρευνα αφού προσαρμόσουμε περεταίρω το Pose2Sim στις ανάγκες μας.
Το Pose2Sim παρέχει στον χρήστη την δυνατότητα εντοπισμού δυσδιάστατων συντεταγμένων από πολλαπλά βίντεο μέσω του OpenPose (Cao et al., 2019). Η αρχιτεκτονική του OpenPose δίνει την δυνατότητα εξαγωγής συντεταγμένων θέσεις των άκρων ενός ή περισσότερων ατόμων από βίντεο ή φωτογραφίες παίρνοντας, συνήθως, σαν σημείο αναφοράς το κεφάλι ή τον λαιμό του εμφανιζόμενου ατόμου. Καθιστά δυνατή την άντληση δεδομένων από αρχεία βίντεο οποιασδήποτε μορφής (webcams, smartphone, CCTV cameras κ.α.), καθώς και η ελαφριά εκδοχή επιτρέπει την χρήση του ακόμα και από υπολογιστές χαμηλής επεξεργαστικής ισχύς.
Επίσης, το Pose2Sim παρέχει εργαλεία για βαθμονόμηση των καμερών, εντοπισμού του αντικειμένου ενδιαφέροντος σε όλα τα βίντεο, δημιουργία φακέλων «.trc» με συντεταγμένες τριών διαστάσεων και φιλτράρισμα των αποτελεσμάτων για εξάλειψη μέρους του θορύβου στα δεδομένα.
H επιλογή έγινε βάση της προσβασιμότητας του, της αρχιτεκτονικής ανοιχτού λογισμικού του που το καθιστά ευέλικτο ανάλογα με τις ανάγκες του κάθε ερευνητή και της σύνδεσής του με το πρόγραμμα εμβιομηχανικών προσομοιώσεων OpenSim (Delp et al., 2007).
Το OpenSim είναι ένα εξαιρετικά δημοφιλές πρόγραμμα ανοικτού κώδικα, που επιτρέπει τον υπολογισμό γωνιών αρθρώσεων σε τρισδιάστατο χώρο (3D joint angles), λαμβάνοντας υπόψη δεδομένα συντεταγμένων από markers. Στην έρευνα μας επιλέχθηκε ώστε να αποτελέσει μια πλατφόρμα μέσω της οποία να γίνει η σύγκριση μεταξύ των αποτελεσμάτων του Pose2Sim και του συστήματος VICON. Η πιστότητα των προσομοιώσεων του OpenSim σε συνδυασμό με την υψηλή ποιότητα των δεδομένων που εξήχθησαν από το VICON, μας επέτρεψε να έχουμε ένα αξιόλογο μέτρο σύγκρισης των αποκλίσεων που είχαν τα αποτελέσματα του Pose2Sim από τα επιθυμητά.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Επιστήμες Υγείας
Λέξεις-κλειδιά:
Τεχνητή νοημοσύνη, Καταγραφή κίνησης, Κάμερες κινητών τηλεφώνων, Υπολογιστική όραση, Ανοιχτός κώδικας, Προσομοίωση
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
24
Αριθμός σελίδων:
52
ΠΑΤΤΑΣ - ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ.pdf (3 MB) Άνοιγμα σε νέο παράθυρο