Παρακολούθηση κίνησης ανθρώπινων ματιών: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό το έργο στοχεύει να συλλάβει την κίνηση του ανθρώπινου ματιού και εμφανίζει την κίνησή του σε ένα σύνολο φωτιστικών LED που είναι τοποθετημένα σε σχήμα ματιού. Αυτός ο τύπος έργου θα μπορούσε δυνητικά να έχει πολλές χρήσεις στον τομέα της ρομποτικής και συγκεκριμένα των ανθρωποειδών. Για παράδειγμα, ένα άτομο θα μπορούσε να προβάλει τα μάτια του στο πρόσωπο ενός ρομπότ που αλληλεπιδρά με άλλους ανθρώπους για οποιονδήποτε σκοπό. Αυτό μπορεί να δώσει στο ρομπότ μια πιο ζωντανή εμφάνιση, καθώς τα μάτια μιμούνται την πραγματική κίνηση των ματιών κάποιου. Αυτό το έργο συνεπάγεται την εμφάνιση ενός ανθρώπινου ματιού σε ένα μάτι LED, οπότε είμαι ενθουσιασμένος που βλέπω τι άλλες ιδέες έχουν οι άνθρωποι για να προωθήσουν ακόμη περισσότερο αυτό το έργο.

Προμήθειες

1. Arduino Uno Board (βεβαιωθείτε ότι αγοράσατε καλώδιο USB για σύνδεση στον υπολογιστή)

store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

2. Breadboard (δεν χρειάζομαι πολύ μεγάλο. Διευκολύνει τη σύνδεση καλωδίων)

www.pololu.com/product/351

3. Πρόσθετο Adafruit LiIon/LiPoly Backpack για Pro Trinket/ItsyBitsy και μπαταρία 3.7V

www.adafruit.com/product/2124

4. NeoPixel LED Strip (αγοράστε τον πλήρη κύλινδρο)

www.adafruit.com/product/1138?length=4

5. Αισθητήρας ανάκλασης QTR-1A

www.pololu.com/product/2458

6. Πακέτο καλωδίων: Αρσενικό/αρσενικό (διευκολύνει τη σύνδεση εξαρτημάτων)

www.adafruit.com/product/759

7. Οποιοδήποτε πλαίσιο γυαλιών (γυαλιά, γυαλιά ηλίου κ.λπ. Δείτε εικόνες για αναφορά)

Βήμα 1: Τοποθετήστε & LED καλωδίων σε σχήμα ματιού

Με βάση τις εικόνες που επισυνάπτονται σε αυτό το βήμα, συνδέστε τα LED με τη σειρά που φαίνεται. Οι λυχνίες LED μπορούν να τοποθετηθούν σε μια επιφάνεια ή να προσαρτηθούν με ταινία σε ένα σφαιρικό αντικείμενο για να αναπαριστούν καλύτερα έναν πραγματικό βολβό του ματιού.

Βήμα 2: Γράψτε κώδικα Arduino και μεταφόρτωση στον πίνακα

Το συνημμένο αρχείο για αυτό το βήμα περιέχει όλο τον κωδικό που απαιτείται για την εμφάνιση της κίνησης των ματιών στα LED. Υπάρχουν δύο βιβλιοθήκες που περιλαμβάνονται στον κώδικα και αυτές μπορούν να βρεθούν στους παρακάτω συνδέσμους Github. Παίξτε με τον κώδικα και δείτε ποιες άλλες λειτουργίες μπορούν να εμφυτευτούν. Μόλις ολοκληρωθεί ο κώδικας, βεβαιωθείτε ότι μεταγλωττίζεται και, στη συνέχεια, ανεβάστε τον στον πίνακα Arduino Uno.

QTRsensors.h:

Adafruit_NeoPixel.h:

Επεξήγηση του Κώδικα:

Όταν η ίριδα πλησιάζει έναν αισθητήρα, το ανακλώμενο φως μειώνεται και η τιμή του αισθητήρα αυξάνεται. Αντίθετα, όταν η ίριδα απομακρύνεται, το ανακλώμενο φως αυξάνεται και η τιμή του αισθητήρα του ανακλαστήρα φωτογραφιών μειώνεται. Η δεξιά και η αριστερή κίνηση της κόρης του βολβού των ματιών LED αισθάνεται την αύξηση και τη μείωση μιας τιμής αισθητήρα και την ελέγχει. Όταν αναβοσβήνει, και οι δύο τιμές αισθητήρα μειώνονται, οπότε εάν οι δύο τιμές αισθητήρα μειωθούν ταυτόχρονα, τα βλέφαρα του βολβού των ματιών LED θα πέσουν.

Βήμα 3: Συνδέστε αισθητήρες/εξαρτήματα

Με βάση τη συνημμένη εικόνα, συνδέστε κάθε στοιχείο στην πλακέτα Arduino Uno. Ένας πίνακας ψωμιού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνει τις συνδέσεις πιο απλές, αλλά δεν χρειάζεται απαραίτητα. Η συγκόλληση των καλωδίων στα εξαρτήματα λειτουργεί επίσης.

Βήμα 4: Συνδέστε αισθητήρες/καλώδια στα γυαλιά

Οι δύο αισθητήρες QTR - 1A τοποθετούνται σε απόσταση περίπου του πλάτους του ματιού σε έναν από τους φακούς των γυαλιών. Αυτό είναι το μόνο κομμάτι του εξοπλισμού που πρέπει να βρίσκεται σε αυτήν τη θέση. Τα υπόλοιπα μπορούν να προσαρτηθούν στα ποτήρια όπως θέλετε. Απλώς θυμηθείτε ότι οι αισθητήρες πρέπει να τοποθετηθούν στο φακό μπροστά από το μάτι. Ορισμένες μικρές προσαρμογές θέσης μπορεί να χρειαστούν με βάση το πώς οι δομές του προσώπου διαφορετικών ατόμων ταιριάζουν στα γυαλιά.

Βήμα 5: Παρουσίαση βίντεο για το έργο

Αυτό είναι ένα βίντεο της παρουσίασής μου του έργου στην τάξη μου Humanoids στο Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon. Στο βίντεο, συζητώ για την έμπνευση και το σκοπό του έργου. Επιπλέον, εξηγώ τις λεπτομέρειες για το πώς θα ολοκληρωθεί το έργο, καθώς και εξηγώ ένα μέρος του κώδικα Arduino. Δείχνω επίσης πώς πρέπει να μοιάζει το τελικό αποτέλεσμα του έργου προς το τέλος του βίντεο.

Βήμα 6: Πώς να βελτιώσω τα αποτελέσματά μου

Αν ψάχνετε για μια πραγματική πρόκληση, σας συνιστώ ανεπιφύλακτα να πάρετε αυτό το έργο και να δοκιμάσετε κάτι λίγο διαφορετικό για να το βελτιώσετε/προσθέσετε. Αυτό το έργο είναι μια εξαιρετική αφετηρία για πιο φιλόδοξες και προκλητικές ιδέες έργου. Για τους ανθρώπους που ενδιαφέρονται να μεταφέρουν αυτό το έργο στο επόμενο επίπεδο, έχω σκεφτεί μερικούς τρόπους να το κάνω αυτό. Θα απαριθμήσω αυτές τις ιδέες παρακάτω:

1. Διπλασιάστε αυτό το έργο στον άλλο φακό, έτσι ώστε και οι δύο βολβοί των ματιών του ανθρώπου να μπορούν να εμφανιστούν σε δύο σετ LED.

2. Προσθέτοντας στην ιδέα #1, αλλά στη συνέχεια βρείτε έναν τρόπο προβολής της κίνησης ενός στόματος σε LED.

3. Προσθέτοντας την ιδέα #2, αλλά στη συνέχεια καταλάβετε πώς να προβάλλετε σε ολόκληρο το πρόσωπο σε ένα σύνολο LED (μάτια, στόμα, μύτη, φρύδια)

4. Βρείτε ένα άλλο μέρος του ανθρώπινου σώματος του οποίου η κίνηση μπορεί να ανιχνευθεί και στη συνέχεια να εμφανιστεί σε LED (κίνηση χεριών, κίνηση βραχίονα κ.λπ.)