7 Minutės
Dirbtinis intelektas, kompiuterinė rega ir medicinos inžinerija vis dažniau susitinka ten, kur anksčiau dominavo tik trenerio akis arba specializuota laboratorinė įranga. VILNIUS TECH studentų sukurtas žmogaus judesių atpažinimo ir vertinimo prototipas rodo, kad Lietuva turi potencialo kurti praktiškus, vietos rinkai aktualius technologinius sprendimus sporto, reabilitacijos ir sveikatinimo sektoriams.
Baigiamajame bakalauro darbe elektronikos ir medicinos inžinerijos žinias sujungė Laura Venckutė iš Elektronikos fakulteto ir Abderrazak El Aamrani iš Mechanikos fakulteto. Jų tikslas buvo ne tik sukurti veikiantį prototipą, bet ir parodyti, kaip tarpdisciplininis požiūris gali padėti spręsti realias problemas: netiksliai atliekami pratimai mažina treniruočių naudą, apsunkina reabilitaciją ir gali didinti traumų riziką.
Lietuvos sporto klubams, kineziterapijos kabinetams, mokykloms, universitetams ar mėgėjų komandoms tokios sistemos gali būti ypač aktualios. Profesionalios judesio analizės platformos dažnai yra brangios, reikalauja specialios įrangos, o jų pritaikymas kasdieniam naudojimui ne visada paprastas. Todėl prieinamesnė, realiuoju laiku veikianti sistema galėtų tapti svarbiu žingsniu skaitmenizuojant treniruotes Vilniuje, Kaune ir kituose Lietuvos miestuose.
Kaip veikia VILNIUS TECH studentų sukurta sistema?
Prototipas paremtas kūno pozos nustatymo algoritmu ir kompiuterinės regos technologijomis. Sistema realiuoju laiku aptinka žmogų, analizuoja jo kūno padėtį ir pagal iš anksto apibrėžtus biomechaninius kriterijus vertina atliekamą judesį. Pirmasis praktinis pritaikymas buvo pasirinktas krepšinio metimo technikai analizuoti – tai Lietuvoje itin suprantama ir aktuali kryptis, nes krepšinis išlieka viena svarbiausių sporto šakų.
Sistema fiksuoja judesio eigą, vertina kūno padėtį metimo metu ir vartotojui pateikia grįžtamąjį ryšį. Tokia funkcija svarbi ne tik profesionalams, bet ir mėgėjams, kurie nori greičiau suprasti, ką daro neteisingai. Vietoje subjektyvaus įspūdžio vartotojas gauna duomenimis paremtą vertinimą.
Pagrindinės prototipo funkcijos
Studentų sukurtas sprendimas išsiskiria keliomis savybėmis, kurios gali būti svarbios Lietuvos rinkai:
Realaus laiko analizė. Sistema judesį vertina iš karto, todėl sportininkas ar pacientas gali greitai koreguoti veiksmus.
Kūno pozos atpažinimas. Naudojami algoritmai leidžia nustatyti žmogaus padėtį be sudėtingos laboratorinės infrastruktūros.
Biomechaniniais kriterijais pagrįstas vertinimas. Medicinos inžinerijos žinios padėjo apibrėžti, kurie judesio parametrai turi praktinę reikšmę.
Grįžtamasis ryšys vartotojui. Sistema ne tik renka duomenis, bet ir padeda suprasti judesio kokybę.
Potencialas plėtrai. Ateityje prototipas galėtų būti pritaikytas platesniam pratimų, sporto veiksmų ar reabilitacijos judesių spektrui.
Nuo idėjos iki veikiančio prototipo
Pradinė projekto vizija buvo platesnė – studentai svarstė galimybę analizuoti daugiau judesių ir įtraukti daugiau funkcijų. Vis dėlto baigiamojo darbo apimtis, techniniai apribojimai ir turimi aparatiniai resursai privertė susitelkti į aiškesnį, konkretesnį tikslą. Toks sprendimas leido sukurti ne vien teorinę koncepciją, o realiai veikiantį prototipą.
Projekto eiga taip pat parodė, kad sėkmingai inžinerijai neužtenka vien techninių įgūdžių. Elektronikos inžinerijos kryptis buvo atsakinga už kompiuterinę regą, įterptines sistemas ir bendrą techninę integraciją. Medicinos inžinerijos kompetencijos padėjo suprasti žmogaus judesio logiką, biomechaniką ir vertinimo kriterijus. Svarbiausi sprendimai buvo priimami kartu, lyginant alternatyvas ir praktiškai tikrinant, kurie metodai veikia geriausiai.
Testavimo rezultatai pranoko lūkesčius
Bandymų metu sistema pademonstravo stabilesnį veikimą, nei buvo tikėtasi projekto pradžioje. Ji sėkmingai analizavo skirtingo ūgio naudotojų judesius ir išlaikė patikimą veikimą net iki 12 metrų atstumu. Tai svarbu praktiniam pritaikymui, nes sporto salėse, mokyklose ar treniruočių centruose ne visada įmanoma užtikrinti idealias laboratorines sąlygas.
Prototipo rezultatai buvo lyginami su profesionalia „Xsens“ judesio analizės sistema. Toks palyginimas leidžia geriau įvertinti, kur akademinis prototipas jau gali būti konkurencingas, o kur dar reikėtų tobulinti tikslumą, stabilumą ir duomenų apdorojimą. Pasaulinėje rinkoje tokios technologijos dažnai siejamos su profesionaliu sportu, filmų industrija ar medicininiais tyrimais, tačiau Lietuvoje vis aktualesnis tampa ir prieinamesnis jų panaudojimas kasdienėse treniruotėse.
Privalumai Lietuvos naudotojams ir verslui
Jeigu tokia sistema būtų toliau vystoma iki komercinio produkto, ji galėtų būti naudinga kelioms vartotojų grupėms. Sporto treneriai gautų papildomą įrankį technikai vertinti, kineziterapeutai galėtų objektyviau stebėti paciento progresą, o sporto klubai – pasiūlyti išmanesnes paslaugas. Lietuvos startuolių ekosistemai tai taip pat aktuali kryptis: sveikatos technologijos, sporto analitika ir dirbtiniu intelektu paremti sprendimai yra sritys, kuriose vietos komandos gali konkuruoti tarptautiniu mastu.
Lietuviams svarbus ir praktiškumas. Brangi, sudėtingai diegiama įranga dažnai lieka nišiniu sprendimu, o paprastesnė sistema, veikianti su prieinamesniais aparatiniais resursais, galėtų būti patrauklesnė mažesniems klubams, savivaldybių sporto bazėms ar reabilitacijos centrams regionuose.
Galimi naudojimo scenarijai
Krepšinio treniruotėse sistema galėtų padėti analizuoti metimo techniką ir stebėti pažangą per ilgesnį laiką.
Reabilitacijoje ji galėtų vertinti, ar pacientas pratimus atlieka taisyklingai ir saugiai.
Fizinio ugdymo pamokose technologija padėtų mokytojams objektyviau vertinti judesių atlikimą.
Nuotolinėse treniruotėse judesių analizė galėtų suteikti daugiau kokybės ten, kur treneris negali fiziškai būti šalia.
Profesionaliame sporte tokie duomenys galėtų papildyti trenerių komandų naudojamas analitikos sistemas.
Kuo ši sistema skiriasi nuo įprastų sprendimų?
Tradicinė judesio analizė dažnai remiasi specialiais jutikliais, žymekliais, kostiumais arba brangia laboratorine įranga. Tokie sprendimai yra labai tikslūs, tačiau jų kaina ir sudėtingumas riboja platesnį naudojimą. Kompiuterinės regos pagrindu veikianti sistema gali būti lankstesnė, nes jai nereikia kiekvieno judesio matuoti pritvirtintais davikliais.
Žinoma, tokie prototipai dar negali visais atvejais pakeisti profesionalių medicininių ar mokslinių matavimo sistemų. Tačiau jų stiprybė – prieinamumas, greitas grįžtamasis ryšys ir galimybė diegti ten, kur brangios sistemos nėra ekonomiškai pagrįstos. Lietuvos rinkoje tai gali tapti ypač svarbiu konkurenciniu pranašumu.
Tarpdiscipliniškumas – ateities inžinerijos standartas
Baigiamojo darbo vadovai pabrėžia, kad šio projekto vertė slypi ne tik sukurtame techniniame sprendime. Medicinos inžinerijos studijų programos dėstytoja prof. dr. Kristina Daunoravičienė akcentuoja, kad žmogaus kūno padėties atpažinimo sistema reikalauja ir biomechanikos supratimo, ir gebėjimo sukurti technologinę architektūrą, kuri surinktų, apdorotų bei aiškiai pateiktų informaciją vartotojui.
Pasak jos, skirtingų sričių žinios šiame projekte tapo privalumu: medicinos inžinerija suteikė judesio vertinimo ir rezultatų interpretavimo pagrindą, o elektronikos inžinerija – prototipavimo, optimizavimo ir sistemų integravimo kompetencijas. Ne mažiau svarbūs buvo bendravimo, pasitikėjimo ir gebėjimo mokytis vieniems iš kitų įgūdžiai.
Elektronikos fakulteto dėstytojas doc. dr. Vytautas Abromavičius taip pat atkreipia dėmesį, kad dirbtinio intelekto eroje vien techninių žinių nepakanka. Inžinieriai vis dažniau turi gebėti paaiškinti sudėtingus terminus paprasta kalba, suprasti kitų sričių specialistus ir kartu siekti bendro rezultato. Būtent tokie įgūdžiai tampa svarbūs kuriant produktus, kurie gali būti naudingi realiai rinkai.
Kas laukia toliau?
Ateityje studentai mato kelias plėtros kryptis: didinti judesių atpažinimo tikslumą, optimizuoti sistemos resursų naudojimą, gerinti stabilumą ir išplėsti palaikomų judesių sąrašą. Tai galėtų paversti prototipą universalesne platforma, tinkama ne tik krepšiniui, bet ir kitoms sporto šakoms, reabilitacijos programoms ar net darbo saugos mokymams.
Lietuvoje augant susidomėjimui sveikatos technologijomis, sporto duomenų analitika ir dirbtinio intelekto taikymu, tokie akademiniai projektai gali tapti svarbiu tiltu tarp universiteto laboratorijų ir verslo. VILNIUS TECH studentų darbas rodo, kad inovacijos nebūtinai prasideda nuo didelių investicijų – kartais pakanka aiškios problemos, skirtingų kompetencijų komandos ir noro kurti sprendimą, kuris būtų suprantamas bei naudingas Lietuvos naudotojams.
Šaltinis: vilniustech
Palikite komentarą