فروش لپ تاپ نو و استوک بازاریان فروش عطر و ادکلن پرفیومی محمد طاها لطفی | taha lotfi طراحی سایت و دیجیتال مارکتینگ تاترین ، تاترین سکوی پرتاب برند شما ساخت و ارتقاء دستکش هوشمند جهت ثبت حرکات و زوایای دست - بومرنگ "شبکه خدمات نوآوری"
اشتراک گذاری با دوستان
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp

وضعیت: بسته

  شماره سند:

  تاریخ انتشار: 1402/12/25

  مهلت ارسال پیشنهاد: 1403/01/15

  فرصت‌ها: براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

 تماس : 02166530680 – 02166533864

  ارسال پروپوزال‌ها: https://ghazal.inif.ir

ضرورت مسئله

دستان یکی از پراستفاده‌ترین اعضای بدن برای تعامل انسان با جهان خارجی هستند که ترکیب حرکات گرفتن، فشردن و کشیدن به انجام بسیاری از وظایف در زندگی روزمره کمک می‌کند. در حال حاضر، نظارت و دنبال‌کردن حرکات دست و کاربرد آنها در تعامل انسان و کامپیوتر، آموزش‌های توان‌بخشی، تشخیص برخی بیماری‌های عصبی، شناسایی زبان اشاره، واقعیت مجازی، انیمیشن‌سازی و کنترل عملیات از راه دور توسط ربات مثل خنثی‌کردن مین یا عمل جراحی از راه دور، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. در دهه‌های اخیر، در بسیاری از سامانه‌های نظارت و دنبال‌کردن حرکات دست بر اساس فناوری بینایی ماشین، داده‌های دستکش‌ها بررسی شده‌اند. وجود نقاط کور در برخی حرکات و محدودیت مکانی مثل قرار گرفتن در کادر دوربین و هزینه محاسباتی بالا در پردازش تصویر از مشکلات روش بینایی ماشین است. به همین دلیل، دستکش‌های داده‌ای قابل‌حمل با توجه به استفاده آسان، آزادی از تأثیرات محیطی و عدم محدودیت حرکات دست کاربر، راه‌حل مناسبی هستند، البته عموم دستکش‌های هوشمند موجود، دقت و صحت بالایی در دنبال کردن حرکات ظریف انگشتان ندارند. از طرفی به‌کارگیری دقت بالا در نمونه‌های موجود با کاربرد خاص باعث افزایش قیمت قابل توجهی می‌شود که عملاً استفاده از آنها را در داخل کشور، توجیه ناپذیر می‌کند.

در این پژوهش، طراحی و ساخت دستکش هوشمند با رویکرد ارتقاء نمونه موجود مدنظر است که علاوه بر داشتن دقت و صحت بالا، قیمت مناسبی نیز داشته باشد.

 

مشروح مسئله تحقیقاتی

دستکش کنترل هوشمند با نام‌های متعددی از جمله Smart Glove، Control Glove، Data Glove و VR Glove  شناخته می‌شود که باید فیدبک و بازخوردی آنلاین و زنده از تمامی حرکت‌های دست، انگشتان و بندهای آن در 15 درجه آزادی و با حساسیت بسیار بالا ارائه کند. به‌این‌صورت‌که فرد با پوشیدن آن و اتصال آن به کامپیوتر از طریق USB یا WIFI می‌تواند حرکات دقیق و جزئی دست و انگشتان خود را بر روی نرم‌افزار شبیه‌ساز مشاهده کند. این دستکش، امکان داده‌برداری از موقعیت دقیق دست و انگشتان جهت تشخیص برخی از بیماری‌های مرتبط با اختلالات حسی، عصبی، عضلانی و به‌طور کلی هر کاربرد مبتنی بر نمونه‌برداری از موقعیت دست و انگشتان را دارد.

در این پژوهش، طراحی و ساخت دستکش هوشمند با رویکرد ارتقاء نمونه موجود مدنظر است که علاوه‌بر دقت و صحت بالا، قیمت مناسبی نیز داشته باشد. نمونه اولیه ساخته شده توسط شرکت متقاضی در حال حاضر به دلایل زیر نیازمند تحقیق و پژوهش متخصصان این حوزه است:

1- وجود خطای Drift که طول مدت زمان قابل استفاده از دستکش را کوتاه و کاربری آن را محدود می‌کند.

2- عدم وجود دقت کافی سنسورها در برخی از کاربری‌های محصول

3-عدم وجود سیستم کالیبراسیون قابل استفاده توسط کاربر

4- عدم امکان ارسال داده‌های محصول به صورت برخط.

در حال حاضر این دستکش متشکل از یک دستکش پارچه‌ای برای نگه‌داشتن قطعات روی دست، یک بورد الکترونیکی اصلی که در پشت دست قرار می‌گیرد و وظیفه جمع‌آوری و ارسال داده را دارد و 15 بورد الکترونیکی کوچک بر روی بند انگشت‌ها، شامل سنسورهای حرکتی برای تشخیص موقعیت در فضا می‌باشد. تمامی این قطعات در جای مشخصی قرار می‌گیرند که بتوانند بهترین خروجی را از حرکت دست بدهند (بین بند انگشتان) و به‌گونه‌ای متصل می‌شوند که مانع حرکات طبیعی دست نشوند. برای ثابت ماندن این قطعات بر روی دستکش، بوردهای الکترونیکی با روش خاصی بر روی آن دوخته یا چسبانده می‌شوند. در انتها نیز با آماده شدن سخت‌افزار، اطلاعات از طریق کابل USB یا به صورت اتصال بی‌سیم ارسال می‌گردد. نرم‌افزاری نیز جهت دریافت اطلاعات و نمایش دست کاربر به عنوان شبیه‌ساز (سیمولاتور) نیاز است تا به‌صورت زنده، داده‌های دست را به‌صورت زاویه مفاصل به کاربر نمایش دهد. در این نرم‌افزار، داده‌های خام ارسالی از دستکش، تحلیل و ترکیب می‌گردند و به زوایای نسبی مناسب، بین مفصل‌های دست و انگشتان تبدیل می‌شوند. در این نرم‌افزار، کالیبراسیون نیز انجام می‌گیرد تا کاربر بتواند در ابتدای کار یا هر زمان که بخواهد، دستکش را کالیبره کند. از ویژگی‌های این نرم‌افزار، Real time بودن نمایش حرکات سریع دستکش در نمایشگر است. کاربر همچنین نیاز دارد که به داده‌های ناشی از حرکات دست و دستکش دسترسی آزاد داشته باشد تا بتواند از آن‌ها در محیط‌های نرم‌افزاری دیگر از جمله موتورهای بازی‌سازی مانند Unity یا Unreal Engine به نحو دلخواه استفاده نماید.

 

شکل 1: نمونه‌ای از دستکش هوشمند تجاری شده - Manus Quantum Metagloves

به عنوان مثال، در شکل (1) دستکش هوشمند Manus Quantum Metagloves مشاهده می‌شود که از نمونه‌های موفق و با دقت بالا با قیمت حدود 7,500 دلار است. هدف از طراحی و ساخت دستکش هوشمند این است که علاوه بر داشتن دقت و صحت بالا، قیمت مناسبی نیز داشته باشد. به‌این منظور، استفاده از ترکیب اطلاعات سنسوری باید بررسی شود. این روش، به نحوه ترکیب داده‌های خام دریافت شده از سنسورهای مختلف جهت بهبود عملکرد کلی سیستم می‌پردازد. برای کاهش هزینه تمام شده محصول، نیاز است از سنسورهایی با دقت و صحت نه‌چندان بالا و قیمت مناسب‌تر استفاده شود.

لازم است مجری تحقیق از روش‌های ترکیب داده و پردازش سیگنال بهره گیرد تا در انتها، داده‌هایی معتبر از موقعیت انگشتان دست دریافت شود. همچنین باتوجه‌ به کاربردهای این دستکش، نیاز به صحت بالا در شرایط مختلف وجود دارد، به‌این‌منظور باید روشی پیاده‌سازی گردد که با ترکیب داده‌های سطوح مختلف، اعم از سیگنال‌های خام سنسورها یا خروجی نهایی موقعیت آنها، نتیجه مطلوب و مناسب با کاربرد توان‌بخشی حاصل شود.

گام‌های تحقیق

  • فاز مطالعاتی و امکان‌سنجی نمونه دستکش‌های موجود
  • آشنایی با سخت‌افزار موجود و بهینه‌سازی الگوریتم
  • ارائه روش کالیبراسیون اولیه
  • دست‌یابی به فناوری حسگرهای مغناطیسی با فرکانس‌های مختلف
  • پیاده‌سازی دانش بدست آمده از گام قبل به صورت سخت‌افزاری و بررسی صحت عملکرد
  • امکان‌سنجی ترکیب اطلاعات بدست آمده در گام قبل با داده‌های IMU

خروجی‌های مورد انتظار تحقیق

  • دستکش مبتنی بر سنسورهای IMU و حسگر مغناطیسی با امکان تشخیص حرکات دست با درجه آزادی بالا
  • الگوریتم کالیبراسیون اولیه مدون و دقیق
  • دانش اندازه‌گیری موقعیت توسط حسگر مغناطیسی

الزامات تحقیق

  • ثبت حرکات دستکش از 15 درجه آزادی
  • دقت زیر 1 درجه
  • عدم وجود خطای Gimble lock
  • کاهش خطای Drift (به‌طوری‌که در مدت زمان حداقل 10 دقیقه توسط انسان محسوس نباشد)
  • دست‌یابی به دانش اندازه گیری موقعیت توسط حسگرهای مغناطیسی با دقت بالا
  • فرکانس نمونه برداری حداقل 50 هرتز به صورت Real-Time در حضور ترکیب اطلاعات سنسورمغناطیسی و IMU
  • عملکرد دستکش و ارسال اطلاعات آن، به صورت برخط و بدون تاخیر محسوس توسط انسان

تجهیزات و زیرساخت‌هایی که متقاضی تحقیق می‌تواند در اختیار مجری قرار دهد

  • نمونه اولیه دستکش داده تولید شده
  • اطلاعات فنی و مورد نیاز محصولات مشابه
  • سیمولاتور طراحی شده جهت دریافت شهود از عملکرد مورد انتظار

راهکارهای غیر جذاب

  • استفاده از سنسورهای دقیق‌تر مثل فیبرنوری،‌ خازنی و … جهت افزایش دقت ( قیمت بالایی دارند و به راحتی در داخل کشور پیدا نمی‌شوند)
  • استفاده از سنسورهای مقاومتی Flex (قیمت مناسب‌تری دارد اما دقت پایینی دارند)
  • استفاده از روش بینایی ماشین به کمک دوربین (به دلیل وجود نقاط کور و نیاز به سیستم پردازشی قوی، برای بسیاری از کاربردهای real time نامناسب است.)

گلوگاه‌های احتمالی

  • دست‌یابی به الگوریتم ترکیب اطلاعات مورد نظر که دارای حجم محاسباتی پایین (برای دست‌یابی به فرکانس کاری بالاتر) و در عین حال دقیق باشد، شاید نیاز به تقویت قدرت پردازشی سخت افزار نیز باشد.
  • دست‌یابی به حسگر مغناطیسی مورد نظر ممکن است در داخل کشور مشکل باشد.

معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری

  • تحصیلات و سوابق تیم تحقیقاتی و تناسب آن با مسئله
  • رویکرد فنی تیم تحقیقاتی به مسئله
  • دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی و مواد اولیه و سایر الزامات اجرای تحقیق
  • زمان و هزینه اجرای تحقیق

تسهیم مالکیت فکری

  • مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
  • مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.

روش ارسال پیشنهاد

پروپوزال‌ها صرفاً باید در چارچوب موردنظر صندوق نوآوری و شکوفایی، تدوین و حداکثر تا تاریخ 15 فروردین 1403 در سامانه غزال به آدرس https://ghazal.inif.ir ارسال شوند. پروپوزال‌هایی که در چارچوبی غیرازآن، یا به روش‌های دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.