ErgoAI?動(dòng)作捕捉實(shí)訓(xùn)設(shè)
產(chǎn)品概述：
ErgoAI動(dòng)作捕捉實(shí)訓(xùn)設(shè)備是面向具身智能、機(jī)器人工程、人工智能交互等前沿領(lǐng)域職業(yè)教育的核心實(shí)訓(xùn)載體，以光學(xué)、慣性等多模態(tài)動(dòng)作捕捉技術(shù)為基石，深度融合三維空間動(dòng)態(tài)定位、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)解算與智能算法優(yōu)化，構(gòu)建從人體動(dòng)作精準(zhǔn)采集、數(shù)據(jù)特征提取到智能體行為映射的全鏈路實(shí)踐體系。
平臺(tái)聚焦具身智能場(chǎng)景，助力學(xué)生掌握通過(guò)動(dòng)作捕捉驅(qū)動(dòng)機(jī)器人、虛擬智能體實(shí)現(xiàn)自然交互與自主決策的核心技術(shù)，深度理解生物運(yùn)動(dòng)與機(jī)器控制的協(xié)同邏輯。同時(shí)，配套模塊化教學(xué)資源與項(xiàng)目化實(shí)訓(xùn)方案，將理論知識(shí)與具身智能應(yīng)用開(kāi)發(fā)緊密結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)踐中提升智能體動(dòng)作規(guī)劃、人機(jī)協(xié)同控制等創(chuàng)新能力，真正實(shí)現(xiàn)“學(xué)技術(shù)、創(chuàng)應(yīng)用” 的職業(yè)教育目標(biāo)。
系統(tǒng)組成：
（1）ErgoLAB動(dòng)作捕捉設(shè)備
通過(guò)高精度動(dòng)作捕捉傳感器精確捕捉人體或物體在三維空間中每一個(gè)關(guān)節(jié)角度、肌肉活動(dòng)和整體姿態(tài)的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)，包括慣性動(dòng)作捕捉測(cè)試儀、光學(xué)動(dòng)作捕捉測(cè)試儀兩類，可廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)科學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)及用戶體驗(yàn)等領(lǐng)域。
設(shè)備品類：
設(shè)備名稱 | 設(shè)備介紹 |
Mars光學(xué)動(dòng)作捕捉相機(jī) | Mars系列動(dòng)作捕捉鏡頭采用紅外攝像頭捕捉反光標(biāo)識(shí)點(diǎn)，能夠采集并生成精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的動(dòng)作信息，包括三維空間XYZ坐標(biāo)、六自由度（6DoF）、關(guān)節(jié)角度、偏航角（Yaw）、橫搖角（Roll）、俯仰角（Pitch）、歐拉角等數(shù)據(jù)，為機(jī)器人/無(wú)人機(jī)的位姿控制、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃提供連貫、流暢的動(dòng)作數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 |
Xsens MVN Link慣性動(dòng)作捕捉儀 | Xsens Link高端運(yùn)動(dòng)捕捉套裝，該套裝由17個(gè)傳感器組成，傳感器被安裝在緊身的萊卡材質(zhì)服裝上，可以提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)記錄。Xsens Link的20毫秒低延遲特性，實(shí)時(shí)應(yīng)用程序和實(shí)時(shí)傳輸，同時(shí)具有低延遲率保證數(shù)據(jù)捕獲和處理的時(shí)間非常短，可實(shí)時(shí)反饋和精確同步的虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、動(dòng)畫(huà)制作、游戲開(kāi)發(fā)以及體育訓(xùn)練等領(lǐng)域的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。 |
ErgoLAB Motion 慣性動(dòng)作捕捉 | ErgoLAB Motion可穿戴人體運(yùn)動(dòng)捕捉與人機(jī)工效分析系統(tǒng)是基于無(wú)線慣性傳感技術(shù)的全身三維動(dòng)作捕捉及工效學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。ErgoLAB Motion系統(tǒng)結(jié)合了加速度傳感器、陀螺儀、方位傳感器實(shí)時(shí)采集人體動(dòng)作，位置，速度，關(guān)節(jié)角度，扭矩等信息，對(duì)數(shù)據(jù)無(wú)損耗，結(jié)合可穿戴無(wú)線眼動(dòng)儀、可穿戴無(wú)線腦電儀、以及無(wú)線人因傳感器（肌電、心電、皮電、皮溫、體溫等）設(shè)備，既可以基于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，也可完全脫離固定場(chǎng)地在野外真實(shí)世界進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)研究?？蓪?shí)時(shí)顯示被捕捉者的動(dòng)作及各種測(cè)量數(shù)據(jù)，具有傳統(tǒng)的人機(jī)工程分析系統(tǒng)以及人體動(dòng)作捕捉系統(tǒng)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。 |
動(dòng)作捕捉邊緣計(jì)算終端 | 搭載邊緣計(jì)算終端和智能算法模型，基于動(dòng)捕數(shù)據(jù)對(duì)人體動(dòng)作姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，同時(shí)可以結(jié)合動(dòng)作交互智能模型，靈活配置控制外設(shè)，滿足多樣化實(shí)訓(xùn)教學(xué)場(chǎng)景 |
設(shè)備特點(diǎn)：
l 高精度姿態(tài)捕捉：提供非常精確的三維空間數(shù)據(jù)，能夠捕捉到人體的每一個(gè)微小的動(dòng)作變化
l 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋：提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出，通過(guò)真人驅(qū)動(dòng)3D虛擬模型進(jìn)行可視化呈現(xiàn),使研究人員能夠即時(shí)觀察和分析個(gè)體的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。
l 無(wú)創(chuàng)性設(shè)計(jì)：設(shè)備采用非侵入式設(shè)計(jì)，對(duì)用戶的身體無(wú)傷害,適合長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)
l 簡(jiǎn)單易用：操作簡(jiǎn)單、快速標(biāo)定,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別人體,一鍵數(shù)據(jù)修復(fù),大幅提升自動(dòng)化處理能力。
l 抗干擾能力強(qiáng)：具備良好的抗干擾性能,確保在復(fù)雜環(huán)境中也能獲得準(zhǔn)確、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。
l 數(shù)據(jù)同步采集與可視化：基于ErgoAI人因智能平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)作姿態(tài)與其他多模態(tài)數(shù)據(jù)的同步采集,實(shí)時(shí)可視化監(jiān)測(cè)個(gè)體的動(dòng)作姿態(tài)并進(jìn)行即時(shí)預(yù)警。
（2）數(shù)據(jù)采集、動(dòng)作解碼、3D可視化、動(dòng)作分析模塊
l 關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)處理算法：自定義選擇人體模型關(guān)節(jié)角度與數(shù)據(jù)處理，專業(yè)性動(dòng)作姿態(tài)解碼算法；
l 可視化3D數(shù)字人：通過(guò)3D數(shù)字人實(shí)時(shí)重塑三維運(yùn)動(dòng)模型
l 工效學(xué)姿勢(shì)傷害評(píng)估：基于標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，可視化動(dòng)作和姿勢(shì)的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警；
l 動(dòng)作分析：動(dòng)作編碼分析、動(dòng)作交叉分析、動(dòng)作延遲分析、動(dòng)作姿態(tài)可視化分析
（3）動(dòng)作數(shù)據(jù)集、特征構(gòu)建與模型訓(xùn)練、智能行為映射的人因智能模塊
l 動(dòng)作數(shù)據(jù)集管理：支持多源異構(gòu)動(dòng)作數(shù)據(jù)的整合與標(biāo)注，提供標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)作數(shù)據(jù)分類體系
l 特征構(gòu)建與模型訓(xùn)練：從原始動(dòng)作數(shù)據(jù)中提取時(shí)空特征、動(dòng)力學(xué)特征等有效信息，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)算法構(gòu)建高精度行為分析模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)作模式的識(shí)別、分類與預(yù)測(cè)。
l 智能行為映射：將訓(xùn)練好的模型輸出結(jié)果映射至實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，如人機(jī)交互優(yōu)化、行為異常檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)矯正等，助力實(shí)現(xiàn)智能化人因工程設(shè)計(jì)與決策。
平臺(tái)應(yīng)用：
l 人機(jī)工效方向：動(dòng)作捕捉實(shí)訓(xùn)設(shè)備通過(guò)精準(zhǔn)采集人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，分析人體在不同工作場(chǎng)景下的動(dòng)作姿態(tài)與運(yùn)動(dòng)規(guī)律，助力學(xué)生優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工作流程布局。例如，在工業(yè)設(shè)計(jì)中，根據(jù)工人操作設(shè)備的動(dòng)作數(shù)據(jù)，改進(jìn)設(shè)備操作界面與操作方式，培養(yǎng)掌握人機(jī)工效學(xué)原理、能提升工作效率與舒適度的專業(yè)人才。
l 人機(jī)交互方向：依托動(dòng)作捕捉技術(shù)，實(shí)訓(xùn)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)人體動(dòng)作與虛擬環(huán)境、智能設(shè)備的交互。學(xué)生能夠?qū)W習(xí)將人體動(dòng)作轉(zhuǎn)化為控制指令，開(kāi)發(fā)自然流暢的人機(jī)交互系統(tǒng)，如體感游戲、虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，從而培養(yǎng)具備動(dòng)作信號(hào)解析與交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的人才，推動(dòng)人機(jī)交互方式的創(chuàng)新應(yīng)用。
l 具身智能方向：該實(shí)訓(xùn)設(shè)備為具身認(rèn)知與動(dòng)作捕捉融合研究搭建實(shí)踐平臺(tái)。學(xué)生可以結(jié)合人體動(dòng)作感知與動(dòng)作捕捉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能體對(duì)人類動(dòng)作的模仿與協(xié)同，如機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練、智能體協(xié)作作業(yè)，培養(yǎng)能推動(dòng)具身智能發(fā)展的復(fù)合型人才。
ErgoLAB多模態(tài)同步方案：
整體概述
ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步平臺(tái)采用多模態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)鐘同步技術(shù)，平臺(tái)可完成完整的實(shí)驗(yàn)和測(cè)評(píng)流程，包括項(xiàng)目管理-試驗(yàn)設(shè)計(jì)-同步采集-信號(hào)處理-數(shù)據(jù)分析-人因智能評(píng)估-可視化報(bào)告，支持基于云架構(gòu)技術(shù)的團(tuán)體測(cè)試和大數(shù)據(jù)管理。
ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步平臺(tái)采用主客觀結(jié)合多模態(tài)數(shù)據(jù)同步采集與多維度驗(yàn)證的方法，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步種類包含大腦認(rèn)知數(shù)據(jù)（EEG/BCI腦電儀與腦機(jī)接口邊緣計(jì)算設(shè)備、fNIRS/BCI近紅外腦成像儀），視覺(jué)數(shù)據(jù)（Eyetracker眼動(dòng)儀與視線交互系統(tǒng)），生理數(shù)據(jù)（生理儀含：GSR/EDA、EMG、ECG、EOG、HRV、RESP、TEMP/SKT、PPG、SpO2），行為觀察、肢體動(dòng)作與面部表情（基本情緒、情緒效價(jià)、微表情等）數(shù)據(jù)、生物力學(xué)數(shù)據(jù)（拉力、握力、捏力、壓力…），人機(jī)交互數(shù)據(jù)（包含人機(jī)界面交互行為數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)的鍵盤操作，鼠標(biāo)點(diǎn)擊、懸浮、劃入劃出等；移動(dòng)終端人機(jī)交互行為數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)的手指軌跡操作行為如點(diǎn)擊、縮放、滑動(dòng)等；VR終端界面人機(jī)交互行為數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的雙手操作拾取、丟棄、控制，VR空間行走軌跡）、以及多類型時(shí)空行為軌跡數(shù)據(jù)采集(包括室內(nèi)、戶外、以及VR環(huán)境不同時(shí)空的行走軌跡、行車軌跡、訪問(wèn)狀態(tài)以及視線交互、情感反應(yīng)、交互操作行為等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步采集)、以及作業(yè)空間及作業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)（溫度、濕度、噪音、光照、大氣壓、濕度、粉塵等）等客觀量化數(shù)據(jù)；為科學(xué)研究及應(yīng)用提供完整的數(shù)據(jù)指標(biāo)。
ErgoAI人因智能：
將人工智能技術(shù)引入人因工程研究工具，人因工程行業(yè)更加深度，使得實(shí)驗(yàn)環(huán)境不會(huì)受限于某一種設(shè)備或數(shù)據(jù)指標(biāo)，采集分析不同典型行業(yè)或?qū)W科專業(yè)的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)交互過(guò)程中自然狀態(tài)下的人類行為數(shù)據(jù)，獲取更接近真實(shí)人員狀態(tài)的數(shù)據(jù)。平臺(tái)還提供覆蓋科研實(shí)驗(yàn)全流程的功能模塊，包括項(xiàng)目管理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、同步采集、數(shù)據(jù)分析、綜合統(tǒng)計(jì)和可視化報(bào)告，結(jié)合ErgoAI人因智能邊緣計(jì)算平臺(tái)為多模態(tài)人機(jī)環(huán)境研究提供一站式人因工程+人工智能解決方案。以ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步平臺(tái)和ErgoAI人因智能邊緣計(jì)算平臺(tái)為核心的多模態(tài)同步人因智能解決方案大大提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的信效度，同時(shí)節(jié)省了研究的人力、物力、時(shí)間，提高了研究與測(cè)評(píng)的整體效率。
基于ErgoAI人因智能多元時(shí)序算法底座與人因工程人機(jī)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建人員特定狀態(tài)的預(yù)訓(xùn)練模型，配合高靈活度的訓(xùn)練方案管理功能，用戶能夠在統(tǒng)一環(huán)境中構(gòu)建和優(yōu)化模型。 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人員狀態(tài)的精準(zhǔn)實(shí)時(shí)評(píng)估與預(yù)警，如負(fù)荷狀態(tài)、應(yīng)激狀態(tài)、疲勞狀態(tài)、情景意識(shí)和注意能力等。
Kingfar公司介紹：
北京津發(fā)科技股份有限公司（津發(fā)科技）是專精特新“小巨人”，新一輪批專精特新重點(diǎn)“小巨人”、知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢(shì)企業(yè)、高新技術(shù)企業(yè)、科技型中小企業(yè)；旗下包含北京人因智能工程技術(shù)研究院和北京人因工程設(shè)計(jì)院有限公司等新型科技研發(fā)機(jī)構(gòu)，并聯(lián)合共建了北京市企業(yè)技術(shù)中心、北京本科高校產(chǎn)學(xué)研深度協(xié)同育人平臺(tái)、蘇州市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、湖南省工程實(shí)驗(yàn)室、山東省工程研究中心等多個(gè)科技創(chuàng)新平臺(tái)。
津發(fā)科技承擔(dān)和參與了多項(xiàng)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、工信部高質(zhì)量發(fā)展專項(xiàng)、自然科學(xué)基金等課題基金項(xiàng)目。擔(dān)任全國(guó)信標(biāo)委XR擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化工作組副組長(zhǎng)單位，工信部元宇宙標(biāo)準(zhǔn)化工作組關(guān)鍵技術(shù)組聯(lián)合組長(zhǎng)單位；主持和參編國(guó)際、、行業(yè)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)30余項(xiàng)。
津發(fā)科技創(chuàng)新研發(fā)了國(guó)產(chǎn)化自主可控的人因工程與人因智能邊緣計(jì)算系列信創(chuàng)產(chǎn)品與技術(shù)；通過(guò)了歐洲CE、美國(guó)FCC、歐盟ROHS，以及ISO9001、ISO14001、ISO45001等多項(xiàng)國(guó)際認(rèn)證。累計(jì)榮獲30余項(xiàng)省部級(jí)新技術(shù)新產(chǎn)品認(rèn)證和多項(xiàng)省部級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)；全球申請(qǐng)發(fā)明專利超過(guò)530項(xiàng)，已授權(quán)120余項(xiàng)國(guó)際和發(fā)明專利、150余項(xiàng)國(guó)際和注冊(cè)商標(biāo)、130余項(xiàng)軟件著作權(quán)；已服務(wù)全國(guó)高等院校和裝備科技工業(yè)科研院所應(yīng)用示范，并已支撐科研學(xué)者和科技工作者發(fā)表中英文學(xué)術(shù)論文超過(guò)1100篇。
