آکادمی و موسسه علمی پژوهشی ابن سینا

1-1-    مقدمه 

در زندگی روزمره ی ما ، گفتار و حرکات ، در برقراری ارتباط با محیط اطراف، اساسی و ضروری هستند . افرادی که به دلایل مختلف قادر به سخن گفتن نیستند مانند بیماری ، یا افرادی که در حال انجام ورزش های خاصی مانند غواصی هستند ، حرکات مخصوص خود را دارند که به کمک آن ها می توانند با افرادی که این زبان اشاره را می فهمند ارتباط برقرار کنند.
بنابراین حرکات بدن انسان یک مفهوم طبیعی از برقراری ارتباط است و اجازه انتقال اطلاعات پیچیده را می دهد . این حرکات بیشتر و طبیعتا با دست و بدن بیان می شوند و از حرکات ساده که ما در محاورات روزانه استفاده می کنیم تا حرکات پیچیده که در کاربرد خاص استفاده می شوند طبقه بندی می شوند . اگرچه حرکات دست در میان فرهنگ های مختلف مفاهیم متفاوتی دارد اما با این حال این حرکات به طرز صمیمانه ای نشاندهندۀ اطلاعات معمولی هستند ، چرا که حرکات شامل اطلاعات بوده و می توانند جهت انجام برخی کارهای خاص ایده آل باشند . در میان حرکات بدن ، حرکات دست بیشتر مورد توجه است چرا که تعداد بیشماری از حرکات وجود دارد که می توان از آن جهت برقرای ارتباط با سیستم های کامپیوتری و ماشینی استفاده کرد . بنابراین می توان با ردیابی و آشکارسازی این حرکات از آن ها در کاربردهای مختلف بهره مند شد . در کل اهداف گسترده ای در زمینه ردیابی حرکات انسان وجود دارد که شامل کل بدن ، نیم تنه بالا ، دست ، سر و حتی چشم می باشند. هدف از انجام پایان نامه کامپیوتر حاضر نیز ارائه نرم افزاری هوشمند جهت ردیابی می باشد.

1-2-    سیستم های تشخیص حرکات

سیستم های تشخیص حرکات موجود را می توان به 3 دسته طبقه بندی کرد :
- بر اساس حرکت
- بر اساس لا مسه 
- بر اساس بینایی 
برای سیستم های مبتنی بر حرکت کاربر مجبور است یک وسیله متحرک و یا یک کنترلر خارجی را جهت انجام حرکات خود حمل کند . در سیستم های مبتنی بر حس لامسه ، می توان به درستی موقعیت انگشت یا قلم و همچنین مسر حرکت بر روی یک صفحه لمسی را ، جهت انجام فرمان های خاص و مختلف نگاشت کرد . البته حرکات 3D در این رنج قرار نمی گیرند ، چرا که تمام حرکات ممکن در داخل یک صفحه نمایش 2D محدود می شوند . در سیستم های نوع اول و دوم ، کاربر نیاز دارد که با یک وسیله خارجی تماس پیدا کند ، ولی در سیستم های نوع سوم که بر اساس بینایی است ، کاربر از تکنیک های بینایی کامپیوتری و مبتنی بر دوربین استفاده می کند که اجازه انجام دادن حرکات شهودی را بدون لمس چیزی فراهم می آورد .
واسط های کاربر بین انسان و کامپیوتر دائماً در حال رشد و پیشرفت بوده و به عنوان یکی از بهترین راه حل ها جهت انجام تعاملات بین انسان و ماشین است  (HMI) . برای انجام این بر هم کنش ها ، اکثر واسط های کاربر در اطراف وسایل مبتنی بر حس لامسه مانند ماوس ، صفحه کلید و یا صفحات لمسی متمرکز شده اند .
در حال حاضر واسط های کاربر غیر لمسی برای کامپیوتر و یا ماشین یک گزینه ی مناسب در بسیاری از محیط های صنعتی مانند بیمارستان ها ، اتاق های عمل ، تاسیسات نفتی و محیط های جنگی می باشد ، چرا که بسیاری از تجهیزات و دستگاه ها نمی توانند با دست خیس و یا دست روغنی یا خاکی کارائی مناسبی داشته باشند . در کاربردهای پزشکی اهمیت این موضوع واضح تر است . اگرچه سیستم های تشخیص حرکات و گفتار در برخی کاردبردهای خاص مانند سکتور پزشکی در حال رقابت هستند ، با نگاهی اجمالی به تاریخچه ی این سیستم ها ، می بینیم که سیستم های تشخیص گفتار راه خود را در اتاق های عمل پیدا کرده اند و این در حالی است که واسط های کاربر بین انسان و ماشین هنوز در دوران طفولیت خود به سر می برند . از آنجایی که در اتاق عمل جراح اجازه ندارد تا وسیله ای را لمس کند چرا که دستان جراح باید به صورت استریل باقی بمانند، این واسط ها بسیار سودمند خواهند بود . 
مزیت بزرگ یک سیستم HMI مبتنی بر حرکت این است که، که هیچ نیازی به یک  وسیله ی اضافی مانند دستکش های دیتا ، دستکش های رنگی و یا سایر وسایلی که کمک به قطعه بندی و شناسایی حرکت در تصاویر تولید شده توسط دوربین می کنند را ندارد .
این واسط های کاربر اغلب غیر قابل اجرا بودند بنابراین کار با چنین وسایلی رضایت بخش نبود . طبیعی است که برای یک جراح امکان پذیر نیست تا در طول جراحی دستکش دیتا بپوشد . همچنین سایر سیتم های تشخیص حرکات مبتنی بر دیتای ویدئوی 2D که نیازی به وسیله ی اضافی جهت حمل نداشتند با توجه به کارایی که داشتند کم تر مورد توجه بودند .
بنابراین سیستم HMI مبتنی بر این گونه واسط ها ، محدودیت هایی را ایجاد می کرد و یا نیازمند مجموعه ی پیچیده ای از عملیات جهت جبران کردن اطلاعات عمق از دست رفته بود . اما با کمک گرفتن از پیشرفت های اخیر در زمینه ی دوربین های 3D که مستقیماً اطلاعات عمق را تولید می کنند می توان در زمینه ی توسعه ی واسط های کاربر مبتنی بر حرکات گام برداشت .

جهت دانلود فایل کامل کلیک کنید

در صورت داشتن هرگونه سوال و یا نیاز به مشاوره در زمینه انجام پایان نامه ارشد و دکتری کامپیوتر با ما در ارتباط باشید.