logo
علوم وتقنية

كف إلكترونية تتعرف على إيماءات يد مستخدمها (فيديو)

كف إلكترونية تتعرف على إيماءات يد مستخدمها (فيديو)
23 ديسمبر 2020، 11:23 ص

ابتكر فريق بحثي في قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر في جامعة كاليفورنيا في مدينة بيركلي الأمريكية، كفَّ يد إلكترونيةً، تتعرف على أي إيماءة من إيماءات يد مستخدمها يريد إطلاقها، وذلك بناءً على إشارات كهربائية تحددها في منطقة الساعد في اليد.

وذكر موقع Technology Org العلمي اليوم الأربعاء، أن الفريق البحثي، صمم الكف مع زوج من أجهزة استشعار حيوية مدمجة مع برنامج الذكاء الاصطناعي وقابلة للارتداء، إذ يمكن استخدامها في يوم من الأيام للتحكم في الأطراف الصناعية البديلة عن "البشرية"، أو للتفاعل مع أي نوع من الأجهزة الإلكترونية تقريبا، مثل الكتابة على جهاز كمبيوتر دون استخدام لوحة مفاتيح، ولعب لعبة فيديو دون جهاز التحكم، أو حتى قيادة سيارة دون وجود المقود.

وقال علي معين الباحث المشارك في المشروع: "الأطراف الصناعية هي أحد التطبيقات المهمة لهذه التكنولوجيا، كما وتوفر تقنيتنا طريقةً بديهيةً للتواصل مع أجهزة الكمبيوتر، حيث إن قراءة إيماءات اليد هي إحدى الطرق لتحسين التفاعل بين الإنسان والحاسوب".





وعلى الرغم من وجود طرق أخرى للقيام بذلك، مثل استخدام الكاميرات، والرؤية الكمبيوتر "وهي إحدى مجالات علم الحاسوب، لبناء تطبيقات ذكية قادرة على فهم محتوى الصور كما يفهمها الإنسان"، يرى باحثو جامعة كاليفورنيا أن تقنيتهم تعتبر حلا جيدا للحفاظ على خصوصية مستخدمها.

وصمم الباحثون في تقنيتهم، شارةً مرنةً يمكنها قراءة الإشارات الكهربائية عند 64 نقطة مختلفة في منطقة الساعد في اليد، لإنشاء نظام التعرف على إيماءات اليد، حيث يتم إدخال الإشارات الكهربائية في شريحة الكترونية تمت برمجتها بخوارزمية ذكاء اصطناعي، وهي قادرة على ربط أنماط الإشارات في الساعد مع إيماءات اليد المحددة.

ونجح الفريق البحثي في تعليم الخوارزمية للتعرف على 21 إيماءة يد فردية، بما في ذلك إشارة الإبهام، والقبضة، واليد المسطحة، ورفع الأصابع الفردية وعدّ الأرقام.

وقال معين: "عندما تريد أن تنقبض عضلات يدك، يرسل دماغك إشارات كهربائية عبر الخلايا العصبية في رقبتك وكتفيك إلى ألياف العضلات في ذراعيك ويديك، حيث تستشعر الأقطاب الكهربائية في الكف بشكل أساسي في هذا المجال الكهربائي".

وبيّن الباحثون أن تقنيتهم لا تزال بحاجة للتطوير، لتعليم الخوارزمية باستخدام الذكاء الاصطناعي كيف تتوافق الإشارات الكهربائية في الذراع مع إيماءات اليد، حيث لفعل هذا، يجب على كل مستخدم أن يرتدي الكف أثناء عمل إيماءات اليد واحدة تلو الأخرى.

ومع ذلك، كشف الباحثون أن التقنية تستخدم نوعًا من الذكاء الاصطناعي المتقدم ويسمى خوارزمية الحوسبة فائقة الأبعاد، إذ هو قادر على تحديث نفسه بمعلومات جديدة.

وعلى سبيل المثال، إذا كانت الإشارات الكهربائية مرتبطة مع تغيير إيماءة اليد المحددة بسبب تعرق ذراع المستخدم، أو كان يرفع ذراعه فوق رأسه، يمكن للخوارزمية دمج هذه المعلومات الجديدة في نموذجها.



وتتميز التقنية بأن جميع الحوسبة تحدث في الشريحة، حيث لا يتم نقل البيانات الشخصية إلى جهاز كمبيوتر، ولا يؤدي هذا فقط إلى تسريع وقت الحوسبة، ولكنه يضمن أيضًا أن تبقى البيانات البيولوجية الشخصية خاصة.

من جانبه قال جان راباي، الباحث المشارك في الدراسة: "عندما يصمم مهندسو أمازون وآبل، خوارزميات لأنظمتهم، فإنهم يديرون مجموعة برامج في سحابة حاسوبية لإنشاء نموذج يتم تنزيله في جهاز المستخدم".

وتابع راباي: "المشكلة هي أنك بعد ذلك عالق مع هذا النموذج بالذات، بينما في نهجنا، قمنا بتنفيذ عملية حيث يتم تعلم وإنشاء النموذج في الجهاز نفسه وهو سريع للغاية، وما عليك سوى القيام بذلك مرة واحدة، ليبدأ في أداء المهمة، وإذا قمت بذلك مرات أكثر، يمكن أن يتحسن أداؤه، فهو يتعلم باستمرار مثل طريقة تعلم البشر ".

وقال الباحثون: ما يميز الجهاز وهو أنه يدمج الاستشعار البيولوجي، ومعالجة الإشارات وتفسيرها، والذكاء الاصطناعي في نظام واحد، فضلا عن أنه صغير نسبيًا ومرن ويتميز بنظام طاقة منخفضة.

ويعمل الباحثون على إضافة تعديلات بسيطة إلى تقنيتهم، لطرحها في الأسواق.

logo
تابعونا على
جميع الحقوق محفوظة ©️ 2024 شركة إرم ميديا - Erem Media FZ LLC