Jeden smartwatch śledzi całe ciało bez dodatkowych czujników. EchoMotion pokazuje nowy kierunek
Naukowcy z Cornell University pokazali system, który z jednego, niemodyfikowanego smartwatcha odczytuje pozycję całego ciała. EchoMotion używa wbudowanego głośnika i mikrofonu do emisji oraz odbioru niesłyszalnych fal ultradźwiękowych, a następnie rekonstruuje ruch 12 stawów, od głowy po kostki.
To ważna różnica względem typowego pomiaru z akcelerometru i żyroskopu. Te czujniki opisują przede wszystkim ruch samego zegarka, więc nie wystarczają do wiarygodnej oceny ułożenia nóg, tułowia czy głowy. EchoMotion próbuje odczytać pełną pozę użytkownika na podstawie echa odbitego od jego ciała. Ponieważ system nie korzysta z kamery, nie rejestruje obrazu osób ćwiczących w siłowni.
Wyniki na gotowym zegarku
Badacze najpierw zebrali dane od 10 osób wykonujących 18 ćwiczeń na prototypie. Później uruchomili model na niemodyfikowanym Samsungu Galaxy Watch 6 i sprawdzili go z 15 nowymi uczestnikami. Średni błąd położenia stawu wyniósł mniej niż 10 cm. Jednorazowa, 12-minutowa kalibracja zmniejszyła go do około 6 cm.
Ten sam model, bez ponownego trenowania, działał także na Galaxy Watch 7 i Google Pixel Watch 3. W teście poza laboratorium meble i hałas uliczny nie pogorszyły wyraźnie wyników. Problemem okazał się natomiast wąski korytarz, w którym odbicia od przechodzących osób wprowadzały zakłócenia.
Mały model, niewielki koszt energetyczny
EchoMotion ma działać lokalnie na lekkim modelu uczenia maszynowego. Sam pomiar pobierał około 12 mW, czyli mniej więcej 40 razy mniej niż system wykorzystujący kamerę na urządzeniu noszonym. Półgodzinna sesja na Galaxy Watch 6 zużyła około 5–6% baterii.
Na tym etapie nie jest to funkcja, którą można po prostu włączyć w każdym zegarku. Zespół rozwija technologię z myślą o liczeniu powtórzeń, ocenie techniki ćwiczeń i monitorowaniu rehabilitacji. W przyszłości podobny pomiar może przydać się także w okularach rozszerzonej rzeczywistości, gdzie śledzenie całej sylwetki jest potrzebne do naturalnej obsługi gestami.
Największą wartością EchoMotion jest więc nie obietnica natychmiastowej aktualizacji Wear OS, lecz pokazanie, że do pełniejszego rozumienia ruchu nie zawsze trzeba dodawać kamerę, moduł mmWave albo zestaw dodatkowych sensorów. Wyniki są obiecujące, ale badania obejmowały niewielkie grupy uczestników, a zatłoczone przestrzenie nadal stanowią wyzwanie.
Źródła
Autor Artykułu
Marek Kasperski
Marek Kasperski - Marek Kasperski to programista–entuzjasta, który po godzinach zanurza się w świecie nowych technologii i sprzętu komputerowego. Na pcarena.pl łączy wiedzę developerską z pasją do PC, pokazując czytelnikom, jak wybrać odpowiednie podzespoły i zoptymalizować sprzęt pod własne projekty. Pisze z perspektywy praktyka, dzięki czemu jego artykuły są jednocześnie techniczne, przystępne i pełne realnych doświadczeń.