Разработка игрового модуля с использованием технологии оценки положения тела человека для системы неврологической реабилитации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Развитие алгоритмов глубокого обучения позволяет расширить область их применения на различные сферы жизни человека. Сегодня глубокие нейронные сети могут решать задачи по обработке естественного языка, генерации данных, компьютерного зрения и так далее. В работе разработан и внедрен игровой модуль для системы неврологической реабилитации, использующий алгоритм оценки позы человека (Human pose estimation) на видео. В процессе исследования были рассмотрены различные алгоритмы HPE, включая REMOTE, MAPN и MediaPipe Pose, и проведен их сравнительный анализ по метрикам PCK, FPS и MAP. В результате был выбран MediaPipe Pose, обеспечивающий наилучший баланс между точностью и производительностью. Разработанный игровой модуль позволяет пациентам выполнять движения в интерактивной среде, а врачам – отслеживать прогресс реабилитации на основе параметров движений таких, как количество выполнений, время между выполнениями, количество ошибок при выполнении, типы совершаемых ошибок. Модуль поддерживает возможность выбора уровня сложности игры врачом для работы с пациентами на разных этапах реабилитации.

Об авторах

Артём Евгеньевич Павликов

Московский технический университет связи и информатики

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.e.pavlikov@mtuci.ru
ORCID iD: 0009-0001-6165-7474
SPIN-код: 7266-2752
Scopus Author ID: 58204705000

ассистент кафедры ПИ

Россия, Москва

Список литературы

  1. Hak Gu Kim, Sangmin Lee, Seongyeop Kim. Towards a better understanding of VR sickness: Physical symptom prediction for VR contents // arXiv. 2021.
  2. Steinmetz J.D., Seeher K.M., Schiess N. et al. Global, regional, and national burden of disorders affecting the nervous system, 1990–2021: A systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2021 // The Lancet Neurology. 2024. Vol. 23. Issue 4. Pp. 344–381.
  3. Sungtaek Cho, Dongyeon Kim, Sungon Lee. A comparative evaluation of a single and stereo lighthouse systems for 3-D estimation // IEEE Sensors Journal. 2021. P. 99.
  4. Xianzheng Ma, Hossein Rahmani, Zhipeng Fan et al. REMOTE: Reinforced motion transformation network for semi-supervised 2D pose estimation in videos // The Thirty-Sixth AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI-22). 2022. Pp. 1944–1952.
  5. Zhipeng Fan, Jun Liu, Yao Wang. Motion adaptive pose estimation from compressed videos // IEEE/CVF International Conference on Computer Vision (ICCV). 2021. Pp. 11719–11728.
  6. Бычков А.Г., Киселёва Т.В., Маслова Е.В. Использование сверточных нейросетей для классификации изображений // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2023. № 1 (43). С. 39–49.
  7. Карякин А.В. Исследование задачи детектирования человека с помощью компьютерного зрения. URL: https://www.researchgate.net/publication/381037033_Issledovanie_zadaci_detektirovania_celoveka_s_pomosu_komputernogo_zrenia (дата обращения: 24.04.2025).
  8. Кисленко С.Л., Менжега М.М. Использование современных технических средств в процессе фиксации результатов осмотра места происшествия // Вестник Института права Башкирского государственного университета. 2024. № 7 (3 (23)). С. 108–123.
  9. Коновалов А.Н., Пилипенко Ю.В. и др. Использование дополненной реальности как метода нейронавигации при выполнении экстра-интракраниального микроанастомоза // Оперативная хирургия и клиническая анатомия. 2024. Т. 8. № 3. С. 28–34.
  10. Кудинов Я.О. Исследование возможности классификации картин при помощи компьютерного зрения. URL: https://www.researchgate.net/publication/377219522_Klassifikacia_kartin_s_pomosu_komputernogo_zrenia (дата обращения: 30.01.2025).
  11. Леонов И.Ю. Human pose estimation на изображениях асан в йоге. URL: https://www.researchgate.net/publication/381116740_Human_pose_estimation_na_izobrazeniah_asan_v_joge (дата обращения: 30.01.2025).
  12. Павликов А.Е., Городничев М.Г. Обзор технологий определения положения тела человека // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2023. № 3. С. 81–97.
  13. Писарь Н.В. Технологии виртуальной и дополненной реальности как инструмент обучения коммуникации на русском языке // Преподаватель XXI век. 2023. No. 3. Ч. 1. С. 212–222.
  14. Хуако В.О., Абакумов А.А. Определение положения тела человека с использованием нейронных сетей. URL: https://www.researchgate.net/publication/380785157_Opredelenie_polozenia_tela_celoveka_s_ispolzovaniem_nejronnyh_setej (дата обращения: 30.01.2025).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Блок-схема игровой сессии

Скачать (492KB)
3. Рис. 2. Игровые сессии с различными уровнями сложности

Скачать (402KB)
4. Рис. 3. Ошибки в движениях и предупреждения о них

Скачать (344KB)


Ссылка на описание лицензии: https://www.urvak.ru/contacts/

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».