תוכנה חדשה הופכת את אביזר הטלפון הנייד אל צג הנשימה

Lil Peep x Linkin Park - High School (יולי 2019).

Anonim

חוקרים פיתחו תוכנה חדשה המאפשרת להשתמש במצלמות תרמיות בעלות עלות נמוכה, המחוברות לטלפונים ניידים, כדי לעקוב אחר מהירות הנשימה של אדם. סוג זה של הדמיה תרמית ניידת יכול לשמש לניטור בעיות נשימה אצל קשישים החיים לבד, אנשים החשודים שיש APNEA לישון או תינוקות בסיכון לתסמונת מוות פתאומי התינוק (SIDS).

בשנת Optical החברה (OSA) ביומדיקל אופטיקה אקספרס, החוקרים מדווחים כי התוכנה החדשה שלהם בשילוב עם מצלמה תרמית בעלות נמוכה ביצע גם בעת ניתוח קצב הנשימה במהלך בדיקות המדמה תנועה בעולם האמיתי ושינויים בטמפרטורה.

"כמו מצלמות תרמי להמשיך לקבל יותר ופחות יקר, אנו מצפים כי טלפונים, מחשבים ומכשירים המציאות המשופרת יהיה יום אחד לשלב מצלמות תרמיות שניתן להשתמש בהם עבור יישומים שונים", אמרה נדיה Bianchi-Berthouze מאוניברסיטת קולג 'בלונדון, (בריטניה) ומנהיג צוות המחקר. "באמצעות מצלמות תרמיות בעלות נמוכה, העבודה שלנו היא צעד ראשון לקראת הבאת הדמיה תרמית לחיי היומיום של אנשים, גישה זו יכולה לשמש במקומות שבהם חיישנים אחרים לא יעבדו או יגרמו לדאגה".

בנוסף לאיתור בעיות נשימה, הגישה החדשה יכולה יום אחד לאפשר את המצלמה במחשב שלך כדי לזהות סתימות נשימה עדינה הקשורים כאב או מתח ולאחר מכן לשלוח הנחיות המסייעות לך להירגע לווסת את הנשימה. למרות מצלמות וידאו מסורתיים ניתן להשתמש כדי לעקוב אחר נשימה, הם לא עובדים טוב במצבים אור נמוך יכול לגרום חששות הפרטיות כאשר נעשה שימוש לניטור בבתי אבות, למשל.

"מצלמות תרמיות יכולות לזהות נשימה בלילה ובמהלך היום מבלי לדרוש מהאדם ללבוש כל סוג של חיישן", אמר יונג-צ'ו, המחבר הראשון של העיתון. "בהשוואה מצלמת וידאו המסורתית, מצלמה תרמית פרטית יותר, כי זה יותר קשה לזהות את האדם."

מצלמות תרמיות אישיות

מצלמות תרמיות, אשר משתמשים באורכי גל אינפרא אדום כדי לחשוף את הטמפרטורה של אובייקט או סצנה, שימשו במגוון של יישומי ניטור במשך זמן מה. לאחרונה, מחירם וגודלם ירדו מספיק כדי להפוך אותם מעשי לשימוש אישי, עם מצלמות תרמיות קטנות המתחברות טלפונים ניידים זמין כעת בסביבות 200 $.

"מערכות דימות תרמיות גדולות ויקרות שימשו למדידת הנשימה על ידי מעקב אחר שינויי הטמפרטורה בתוך הנחיריים תחת הגדרות מבוקרות", אמר צ'ו. "רצינו להשתמש במערכות הניידות החדשות כדי לעשות את אותו הדבר על ידי יצירת טלפון חכם מבוסס מבוסס הנשימה שיטה שיכולה לשמש כמעט בכל סביבה או פעילות.עם זאת, מצאנו כי במצבים בעולם האמיתי זה סוג של תרמית נייד ההדמיה הושפעה משינויים בטמפרטורת האוויר ובתנועת הגוף. "

כדי לפתור בעיות אלה, החוקרים פיתחו אלגוריתמים שניתן להשתמש בהם עם כל מצלמה תרמית כדי לפצות על שינויי טמפרטורת הסביבה ולמעקב מדויק אחר הנחיריים בזמן שהאדם נע. בנוסף, האלגוריתמים החדשים משפרים את אופן העיבוד של אותות הנשימה. במקום ממוצע של קריאות הטמפרטורה מפיקסלים דו-ממדיים סביב הנחיריים, כפי שנעשה בעבר, פיתחה צ'ו דרך לטפל באזור כמשטח תלת-ממדי כדי ליצור מדידה מעודנת יותר של הטמפרטורה בנחיריים.

בדיקה במצבים אמיתיים

בנוסף לבדיקות מעבדה פנימיות, החוקרים השתמשו בגישה הדמיה תרמית ניידת כדי למדוד את הנשימה של מתנדבים בתרחיש שכלל תרגילי נשימה עם שינויים בטמפרטורת הסביבה ובבדיקה לא מאופקת לחלוטין, שבה מתנדבים הסתובבו בתוך ומחוץ לבניין. במהלך בדיקות ההליכה, המצלמה התרמית הונחה בין 20 ל -30 ס"מ מפרצופו של אדם באמצעות מעטה שחיבר את המצלמה לכובע. כבל מחובר אז את המצלמה עם טלפון סלולרי שנערך על ידי מתנדבים ללמוד. זה אפשרי גם להחזיק טלפון חכם עם מצלמה הדמיה על 50 ס"מ מהפנים כדי למדוד נשימה.

"עבור כל שלושת סוגי המחקרים, האלגוריתמים הראו ביצועים טובים יותר באופן משמעותי במעקב אחר אזור הנחיריים מאשר בשיטות אחרות המתקדמות ביותר", אמר צ'ו. במונחים של אמידת קצב הנשימה, המבחנים מחוץ למעבדה הראו את התוצאות הטובות ביותר בהשוואה לאלגוריתמים האחרונים.למרות שהתוצאות היו דומות לחישובי חגורת הנשימה המסורתית, למצבים ניידים, הגישה שלנו נראית יציבה יותר משום שהחגורה נוטה להשתחרר ".

מכיוון שהגישה החדשה יותר יציבה מאשר חיישנים רגישים לחזה, ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לייעל את הביצועים של ספורטאי על ידי מתן משוב אמין ומדויק יותר על דפוסי נשימה במהלך התרגיל.

החוקרים לקחו את עבודתם צעד אחד קדימה על ידי להסיק עומס נפשי של אדם או מתח באמצעות ניתוח נשימה אוטומטית. הם השתמשו בתוכנת ההדמיה התרמית שלהם כדי לעקוב אחר הנשימה של אנשים שהיו חופשיים לנוע בזמן ביצוע סוגים שונים של משימות, והתוצאות התאימו היטב לממצאים ממחקרים שהשתמשו בציוד מתוחכם הרבה יותר, דבר המעיד על הגישה המבוססת על מצלמה תרמית ניידת. להיות כלי שימושי עבור יישומים המסייעים לאנשים להירגע.

"באמצעות הדמיה תרמית ניידת כדי לפקח רק נשימה, השגנו תוצאות מאוד דומה למה מחקרים אחרים מצאו", אמר Bianchi-Berthouze. "עם זאת, מחקרים אלה השתמשו בטכניקות מורכבות וחדישות ביותר, שכללו חיישנים מרובים, לא רק נשימה אלא גם קצב לב".

הגרסה הנוכחית של התוכנה אינה מעריכה את קצב הנשימה בזמן אמת, אך החוקרים פועלים לשלב יכולת זו ולבדוק את האלגוריתמים שלהם במצבים מציאותיים יותר.

menu
menu