Nowe podejście do umiejętności motorycznych

fot. pixabay

Umiejętności motoryczne odgrywają kluczową rolę w ludzkim poznaniu, wpływając na wszystkie aspekty życia. Jednak obiektywne ujęcie ilościowe i ocena tych umiejętności stanowiły dotychczas wyzwanie.

Konwencjonalne techniki, takie jak kodowanie wideo, choć wydajne, są czasochłonne i podatne na błędy programistów. Ponadto inne metody, takie jak przechwytywanie ruchu bez użycia znaczników lub wykorzystanie urządzeń mocowanych na dłoni wykazują ograniczenia, zwłaszcza jeśli chodzi o ocenę ruchów palców niemowląt.

Aby sprostać tym wyzwaniom, zaprojektowano dedykowane badanie pod kierunkiem profesora Hiroki Sato z Shibaura Institute of Technology we współpracy z Ryunosuke Asahi i dr Shunsuke Yoshimoto z Uniwersytetu Tokijskiego. Wprowadza ono nowatorską metodę obiektywnej oceny drobnych ruchów palców. Jej opis opublikowano w IEEE Access.

- Rozszerzyliśmy wcześniej opracowany przez dr Yoshimoto elastyczny czujnik dotykowy oparty na technologii EIT. Zaowocowało to stworzeniem nowatorskiego systemu do obiektywnej oceny drobnych ruchów palców. System ten oferuje znaczące korzyści pod względem elastyczności, wszechstronności i czułości w porównaniu z metodami konwencjonalnymi - wyjaśnił profesor Sato.

Ich urządzenie - składające się z czterech warstw, w tym elastycznego czujnika dotykowego EIT - ma cylindryczny kształt, który umożliwia precyzyjny pomiar ruchów ściskających. Wykorzystując elastyczną płytkę drukowaną z 16 elektrodami i materiałami przewodzącymi, czujnik rejestrował dane dotyczące napięcia na podstawie różnych ruchów palców. Przetworzono je przy użyciu oprogramowania MATLAB w celu rekonstrukcji obrazów i klasyfikacji ruchów ściskających. W eksperymentach z udziałem dwunastu uczestników system ten osiągnął wysoką dokładność klasyfikacji dzięki zrekonstruowanym obrazom i zmierzonym wektorom napięcia.

Badanie wypełnia krytyczną lukę w obecnych technikach oceny, wprowadzając system zdolny do dokładnej klasyfikacji różnych ruchów ściskania. Do sklasyfikowania sześciu rodzajów ściskania wykorzystano wektor napięcia i przedstawiające je zrekonstruowane obrazy.

- Nasze wyniki wykazały dokładność klasyfikacji wynoszącą odpowiednio 79,1% i 91,4% w przypadku wykorzystania zrekonstruowanych obrazów i zmierzonych wektorów napięcia - powiedział Sato.

Ten przełom ma głębokie implikacje zarówno dla badań, jak i zastosowań praktycznych. W szczególności może utorować drogę zabawkom edukacyjnym zaprojektowanym w celu usprawnienia drobnych ruchów palców, pomagając w ten sposób w rozwoju poznawczym. Ponadto zautomatyzowana analiza ruchów rąk może rozwiązać problem niedoborów kadrowych w badaniach medycznych i przyczynić się do wprowadzenia opieki medycznej online. Opracowanie nowatorskiego systemu oznacza znaczący postęp w obiektywnej ocenie ruchów drobnych palców.

(rr)