Игры могут стать настолько реалистичными, благодаря новой технологии, разработанной исследовательской группой Дины Катаби в Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL), которая обеспечивает высокоточное трехмерное отслеживание движения. Новая система, получившая название «WiTrack», использует радиосигналы для отслеживания человека сквозь стены и препятствия, определяя его трехмерное местоположение с точностью до 10–20 сантиметров — примерно ширины руки взрослого человека.
Исследователи представят свои выводы на симпозиуме Usenix по проектированию и внедрению сетевых систем в апреле 2014 года.
«Сегодня, если вы играете в игру с Xbox Kinect или Nintendo Wii, вы должны стоять прямо перед игровой консолью, что ограничивает типы игр, в которые вы можете играть», — говорит Катаби, профессор компьютерных наук и инженерии. и содиректор Центра беспроводных сетей и мобильных вычислений Массачусетского технологического института. "Представьте, что вы играете в интерактивную видеоигру, которая превращает весь ваш дом в виртуальный мир. Игровая консоль отслеживает вас, когда вы бежите по реальным коридорам вдали от врагов видеоигр или когда вы прячетесь от других игроков за диванами и стенами. Это то, что WiTrack может привнести в видеоигры."
Ранее в этом году Катаби и ее аспирант Фадель Адиб представили WiVi, систему, которая обнаруживает людей через стены и может отслеживать направление их движения с помощью сигналов Wi-Fi.
Основываясь на этой более ранней работе, Катаби и Адиб разработали WiTrack в сотрудничестве с Робом Миллером, профессором информатики и инженерии, и аспирантом Заком Кабелаком. По сравнению с WiVi, WiTrack имеет значительно более высокую точность и может отслеживать как двумерное, так и трехмерное движение, используя специальные радиоволны, в отличие от сигналов Wi-Fi.
WiTrack работает, отслеживая специализированные радиосигналы, отраженные от тела человека, чтобы определить местоположение и движение. В системе используется несколько антенн: одна для передачи сигналов и три для приема. Затем система строит геометрическую модель местоположения пользователя, передавая сигналы между антеннами и используя отражения от тела человека для оценки расстояния между антеннами и пользователем. По словам Адиба, WiTrack может обнаруживать движение со значительно большей точностью, в отличие от устройств слежения, которые полагаются на беспроводные сигналы.
«Из-за ограниченной пропускной способности невозможно получить очень высокую точность определения местоположения с помощью сигналов Wi-Fi», — говорит Адиб. "WiTrack передает очень маломощный радиосигнал, в 100 раз меньше, чем у Wi-Fi, и в 1000 раз меньше, чем может передавать ваш мобильный телефон. Но сигнал структурирован особым образом, чтобы измерить время от момента передачи сигнала до возвращения отражений.
WiTrack имеет геометрическую модель, которая отображает задержки отражения в точном местоположении человека. Модель также может устранять отражения от стен и мебели, чтобы мы могли сосредоточиться на отслеживании движений человека."
В других системах отслеживания движения пользователи должны носить беспроводное устройство или стоять прямо перед датчиком, чтобы устройство фиксировало движение. Используя специализированные радиосигналы, WiTrack освобождает пользователей от беспроводных устройств и позволяет им свободно перемещаться по пространству, сохраняя при этом локализацию с высокой точностью.
Способность системы отслеживать движение через препятствия может сделать ее особенно полезной не только в играх, но и при отслеживании пожилых пациентов с высоким риском падения.
Современные подходы к обнаружению падений требуют, чтобы люди постоянно носили датчики или устанавливали камеры в доме человека. Хотя WiTrack не требует, чтобы люди носили датчики или устанавливали камеры, он все же может обнаруживать падения с очень высокой точностью.
По словам Виктора Бала, главного исследователя и директора по мобильным и сетевым исследованиям в Microsoft Research, способность системы WiTrack выполнять локализацию с высокой точностью без использования огромных вычислительных мощностей является многообещающим новым достижением в технологии отслеживания движения.
«Отслеживание движения обычно осуществляется путем анализа изображений, снятых со стратегически расположенных камер внутри комнаты. Ограничением таких систем является то, что они работают только тогда, когда движущийся объект находится прямо в поле зрения камеры », — говорит Бахл. "Другая проблема заключается в том, что анализ изображений — это сложная с вычислительной точки зрения операция."
«Технология, разработанная профессором Катаби и ее учениками, не имеет этих ограничений», — добавляет он. "Их система обнаруживает движение, не требуя огромных вычислительных мощностей и не размещая ее внутри комнаты. Удивительно то, что он очень точный.
Еще предстоит провести дополнительные исследования, но подход многообещающий."
В настоящее время команда работает над усовершенствованием системы WiTrack, чтобы она могла отслеживать одновременно более одного человека.
Исследователи считают, что система должна легко адаптироваться к коммерческим условиям. «Система не дорогая и не требует много времени для производства, и ее можно уменьшить в размерах для упрощения производства и использования», — говорит Кабелак.
http: // www.YouTube.com / watch?v = sbFZPPC7REc