ردیابی حرکت انسان در متاورس با WiFi: گامی دیگر به سوی واقعیت مجازی
28 اسفند 1402 ساعت 11:37
دسته بندی ها
تاکنون، ردیابی حرکت انسان به نور و میدان دید دوربین‌ها وابسته بود. اما با ظهور فناوری نوین سنجش WiFi، این محدودیت‌ها برای همیشه از بین رفته‌اند. سنجش WiFi با استفاده از سیگنال‌های بی‌سیم، حرکات انسان را در هر زمان و هر مکان، حتی در تاریکی مطلق و پشت دیوارها، با دقت بالا ردیابی می‌کند.
این فناوری، دریچه‌ای نو به سوی دنیای ردیابی حرکت می‌گشاید و پتانسیل دگرگونی بسیاری از صنایع را دارد. در این مقاله، به بررسی قابلیت‌ها، کاربردها و مزایای سنجش WiFi می‌پردازیم و به این پرسش پاسخ می‌دهیم که این فناوری نوین چه آینده‌ای را برای ردیابی حرکت رقم خواهد زد.
تیمی از محققان دانشگاه فناوری نانیانگ در سنگاپور، گامی مهم در جهت ارتقای تجربه متاورس برداشته‌اند. آنها روش جدیدی برای ردیابی حرکت انسان ابداع کرده‌اند که دقیق‌تر، کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر از روش‌های موجود است.
یکی از ویژگی‌های کلیدی متاورس، نمایش اشیاء و افراد دنیای واقعی در دنیای دیجیتال به صورت بلادرنگ است. این امر به کاربران امکان می‌دهد تا با محیط مجازی به طور طبیعی تعامل داشته باشند.
برای مثال، در دنیای مجازی، کاربران می‌توانند با چرخاندن سر خود، دیدگاه خود را تغییر داده یا با استفاده از کنترلرهای فیزیکی در دنیای واقعی، محیط دیجیتال را تحت‌تأثیر قرار دهند.
در حال حاضر، ردیابی حرکات انسان در متاورس به دو روش حسگرهای مبتنی بر دستگاه و دوربین‌ها انجام می‌شود. این حسگرها که در هدست‌ها، دستکش‌ها و لباس‌های مخصوص تعبیه شده‌اند، حرکات بدن را ثبت می‌کنند. دوربین‌های ردیابی حرکت، حرکات انسان را در محیط مجازی ضبط می‌کنند.
بیشتر بخوانید: چرا خرید زمین در متاورس برای سرمایه گذاران جذاب است؟
ردیابی حرکت انسان با WiFi در متاورس
دانشمندان سال‌هاست که از حسگرهای WiFi برای ردیابی حرکت انسان استفاده می‌کنند. این روش مشابه رادار عمل می‌کند. سیگنال‌های رادیویی که برای ارسال و دریافت داده‌های WiFi استفاده می‌شوند، می‌توانند برای حس کردن اشیاء در فضا نیز به کار روند.
حسگرهای وای فای را میتوان برای کاربردهای مختلفی مانند اندازه‌گیری ضربان قلب، ردیابی الگوهای تنفس و خواب و حتی حس کردن حضور افراد از طریق دیوارها تنظیم کرد. محققان متاورس در گذشته موفقیت، ترکیب روش‌های ردیابی سنتی با ردیابی WiFi را در درجات مختلف آزمایش کرده‌اند. از مزایای استفاده از WIFI برای ردیابی حرکت انسان در متاورس میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
قابل دسترس بودن: WIFI به طور گسترده در دسترس است و تقریباً در همه جا وجود دارد. این امر استفاده از آن را برای ردیابی حرکت انسان در متاورس بدون نیاز به نصب سخت‌افزار اضافی یا زیرساخت‌های خاص، آسان و مقرون به صرفه می‌کند.
دقت: WIFI می‌تواند موقعیت و حرکت انسان را با دقت بالایی تخمین بزند. با استفاده از تکنیک‌های مختلف مانند فیلتر کالمن و الگوریتم‌های یادگیری ماشین، میتوان دقت ردیابی را تا حد زیادی افزایش داد.
قابلیت مقیاس‌بندی: WIFI می‌تواند برای ردیابی تعداد زیادی از کاربران در فضای مجازی به طور همزمان استفاده شود. این امر آن را برای استفاده در مکان‌های شلوغ مانند رویدادهای مجازی و کنسرت‌ها مناسب می‌کند.
عدم نیاز به پوشیدن تجهیزات: برخلاف سایر روش‌های ردیابی حرکت مانند حسگرهای IMU یا دوربین‌ها، WIFI نیازی به پوشیدن تجهیزات خاص توسط کاربران ندارد. این امر راحتی و سهولت استفاده را برای کاربران به ارمغان می‌آورد.
حفظ حریم خصوصی: WIFI می‌تواند به گونه‌ای پیکربندی شود که اطلاعات مربوط به موقعیت و حرکت کاربران را به صورت ناشناس جمع‌آوری کند. این امر نگرانی‌های مربوط به حریم خصوصی را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.
سازگاری با دستگاه‌های مختلف: WIFI با طیف وسیعی از دستگاه‌ها مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌ها سازگار است. این امر استفاده از آن را برای ردیابی حرکت انسان در طیف وسیعی از برنامه‌ها و سناریوها امکان‌پذیر می‌کند.
هزینه کم: استفاده از WIFI برای ردیابی حرکت انسان در مقایسه با سایر روش‌ها مانند سیستم‌های مبتنی بر دوربین، بسیار مقرون به صرفه است.
سهولت استفاده: WIFI به طور کلی برای کاربران نهایی آسان و قابل فهم است.
پتانسیل برای نوآوری: WIFI می‌تواند با سایر فناوری‌ها مانند هوش مصنوعی و واقعیت افزوده برای ایجاد تجربیات جدید و نوآورانه در متاورس ادغام شود.
کاربردهای متنوع: WIFI می‌تواند برای ردیابی حرکت انسان در طیف وسیعی از برنامه‌های متاورس مانند بازی‌های مجازی، آموزش مجازی، و تجارت الکترونیک استفاده شود.
در کنار مزایای ذکر شده، استفاده از WIFI برای ردیابی حرکت انسان در متاورس با چالش‌هایی نیز همراه است:
دقت: دقت WIFI می‌تواند تحت تأثیر عواملی مانند تداخل و انعکاس امواج رادیویی قرار گیرد.
قابلیت اطمینان: WIFI می‌تواند در مکان‌هایی که سیگنال ضعیف است یا اصلاً وجود ندارد، غیرقابل اعتماد باشد.
حریم خصوصی: WIFI می‌تواند برای ردیابی حرکات کاربران در دنیای واقعی استفاده شود، که می‌تواند نگرانی‌هایی را در مورد حریم خصوصی ایجاد کند.
با وجود این چالش‌ها، WIFI به عنوان یک فناوری امیدوارکننده برای ردیابی حرکت انسان در متاورس به حساب می‌آید. تحقیقات و توسعه‌های در حال انجام در این زمینه، به طور مداوم در حال بهبود دقت، قابلیت اطمینان و حفظ حریم خصوصی این روش ردیابی است.
بیشتر بخوانید: از متاورس تا واقعیت مجازی (VR)، کدامیک آینده دنیای مجازی را تغییر خواهند داد؟
روش‌های ردیابی حرکت انسان در متاورس با WIFI
تشخیص نقطه دسترسی (AP)
این روش از قدرت سیگنال‌های دریافتی از APهای WIFI برای تخمین موقعیت کاربر استفاده می‌کند. هر AP یک شناسه منحصر به فرد (SSID) دارد و قدرت سیگنال آن در نقاط مختلف فضا متفاوت است. با اندازه‌گیری قدرت سیگنال‌های دریافتی از APهای مختلف، میتوان موقعیت کاربر را با دقت قابل قبولی تخمین زد.
زمان پرواز (TOF)
این روش از زمان لازم برای ارسال و دریافت سیگنال‌های WIFI بین دستگاه کاربر و APها برای تخمین موقعیت کاربر استفاده می‌کند. با اندازه‌گیری این زمان، میتوان فاصله بین دستگاه کاربر و هر AP را محاسبه کرد. سپس با استفاده از تکنیک‌های هندسی، میتوان موقعیت کاربر را در فضای سه‌بعدی تخمین زد.
فیلتر کالمن
این روش از فیلتر کالمن برای تخمین موقعیت و حرکت کاربر بر اساس داده‌های دریافتی از APها استفاده می‌کند. فیلتر کالمن یک الگوریتم ریاضی است که می‌تواند با استفاده از اندازه‌گیری‌های نویزی، تخمین‌های دقیقی از یک سیگنال ارائه دهد.
روش‌های مبتنی بر یادگیری ماشین
اخیراً، روش‌های مبتنی بر یادگیری ماشین برای ردیابی حرکت انسان در متاورس با WIFI ارائه شده‌اند. این روش‌ها از شبکه‌های عصبی عمیق برای یادگیری الگوهای مربوط به حرکت انسان از داده‌های دریافتی از APها استفاده می‌کنند. سپس از این الگوها برای تخمین موقعیت و حرکت کاربر در زمان واقعی استفاده می‌شود.
بیشتر بخوانید: مقایسه دو هدست Meta Quest 3 و Apple Vision Pro
ترکیب روش‌های مختلف برای ردیابی حرکت انسان در متاورس با WIFI
در بسیاری از موارد، از ترکیب چند روش مختلف برای ردیابی حرکت انسان در متاورس با WIFI استفاده می‌شود. این کار می‌تواند دقت و قابلیت اطمینان ردیابی را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
انتخاب روش مناسب برای ردیابی حرکت انسان در متاورس با WIFI به عوامل مختلفی مانند دقت مورد نیاز، تعداد کاربران، محیط مورد نظر و منابع موجود بستگی دارد.
هر روش ردیابی مزایا و معایب خاص خود را دارد. به عنوان مثال، روش تشخیص AP ساده و ارزان است، اما دقت آن به قدرت سیگنال APها و محیط اطراف بستگی دارد. روش TOF دقت بالایی دارد، اما به سخت‌افزار تخصصی نیاز دارد.
تحقیقات و توسعه‌های زیادی در زمینه ردیابی حرکت انسان در متاورس با WIFI در حال انجام است. هدف از این تحقیقات، بهبود دقت، قابلیت اطمینان، حفظ حریم خصوصی و کارایی این روش ردیابی است.
ردیابی حرکت انسان در متاورس کاربردهای مختلفی مانند بازی‌های مجازی، آموزش مجازی، تجارت الکترونیک، تناسب اندام و توانبخشی دارد. در حال حاضر، ردیابی حرکت انسان در متاورس با WIFI یک زمینه تحقیقاتی فعال است و پیشرفت‌های زیادی در این زمینه در حال انجام است.
بیشتر بخوانید: نقش متاورس در دگرگونی کسب و کارها تا سال 2040
ورود هوش مصنوعی (MaskFi)
ردیابی با استفاده از WIFI به مدل‌های هوش مصنوعی نیاز دارد. با این حال، آموزش این مدل‌ها برای محققان چالشی دشوار بوده است. راه‌حل‌های فعلی برای تشخیص فعالیت‌های انسانی که از WiFi و روش‌های بینایی استفاده می‌کنند، به حجم عظیمی از داده‌های برچسب‌گذاری شده نیاز دارند. جمع‌آوری این داده‌ها بسیار دشوار و پرهزینه است.
محققان سنگاپور، MaskFi را ارائه می‌کنند، یک راه‌حل جدید بدون نظارت چندوجهی که تنها از داده‌های ویدئویی بدون برچسب و فعالیت Wi-Fi برای آموزش مدل استفاده می‌کند. برای آموزش مدل‌های لازم جهت آزمایش سنجش WiFi برای تشخیص فعالیت‌های انسانی (HAR)، دانشمندان باید کتابخانه‌ای از داده‌های آموزشی ایجاد کنند.
مجموعه داده‌های مورد استفاده برای آموزش هوش مصنوعی می‌تواند شامل هزاران یا حتی میلیون‌ها نقطه داده باشد که به اهداف مدل خاص بستگی دارد.
سیستم هوش مصنوعی (MaskFi) برای ردیابی حرکت انسان در متاورس تیمی از دانشگاه فناوری نانیانگ برای غلبه بر چالش‌های ردیابی حرکت انسان در متاورس با استفاده از WIFI، سیستم MaskFi را توسعه داده‌اند.
MaskFi از مدل‌های هوش مصنوعی مبتنی بر "یادگیری بدون نظارت" استفاده می‌کند. در این روش، مدل هوش مصنوعی بر روی مجموعه‌داده‌ای بسیار کوچک‌تر آموزش داده می‌شود و سپس تا زمانی که بتواند حالت‌های خروجی را با دقت قابل قبولی پیش‌بینی کند، تکرار می‌شود. این رویکرد به محققان اجازه می‌دهد تا به جای صرف زمان و تلاش زیاد برای ایجاد مجموعه‌داده‌های آموزشی قوی، بر روی خود مدل‌ها تمرکز کنند.
در MaskFi، داده‌های سنجش بصری و وای‌فای به صورت بدون نظارت آموزش داده می‌شوند و کاربران برای تنظیم دقیق مدل تشخیص فعالیت‌های انسانی (HAR) فقط به مقدار کمی داده‌ی برچسب‌گذاری شده نیاز دارند. این مدل می‌تواند در محیط‌های تاریک با قابلیت انتقال قوی به خوبی کار کند.
به گفته محققان، سیستم MaskFi در دو معیار مرتبط به دقت 97 درصد دست یافته است. این نشان‌دهنده‌ی پتانسیل بالای این سیستم به عنوان کاتالیزوری برای یک روش کاملاً جدید در متاورس است: متاورسی که می‌تواند نمایش دنیای واقعی را به صورت 1:1 و در زمان واقعی ارائه دهد.
از مزایای MaskFi میتوان به ردیابی حرکات انسان با دقت بالا اشاره کرد. همچنین با قابلیت مقیاس‌بندی می‌تواند برای ردیابی تعداد زیادی از کاربران در فضای مجازی به طور همزمان استفاده شود.به علاوه، MaskFi نیازی به پوشیدن تجهیزات خاص توسط کاربران ندارد.
تکنولوژی MaskFi می‌تواند طوری پیکربندی شود که اطلاعات مربوط به موقعیت و حرکت کاربران را به صورت ناشناس جمع‌آوری کند.MaskFi در مقایسه با سایر روش‌های ردیابی حرکت انسان بسیار مقرون به صرفه است.
تکنولوژی MaskFi در بازی‌های مجازی برای ردیابی حرکات بازیکنان، آموزش مجازی، تجارت الکترونیک، تناسب اندام و توانبخشی کاربرد دارد. تحقیقات و توسعه MaskFi در حال انجام است و به طور مداوم در حال بهبود دقت، افزایش امنیت و حفظ حریم خصوصی این روش ردیابی است. MaskFi یک فناوری نوظهور با پتانسیل‌های فراوان برای دگرگونی نحوه تعامل انسان با دنیای مجازی است.
جهت دریافت مشاوره در زمینه ارزهای دیجیتال و کسب اطلاعات بیشتر درباره استراتژی‌های سرمایه‌گذاری بدون ریسک و آشنایی بیشتر با سرمایه‌گذاری در متاورس و خرید NFT میتوانید، با مشاوران آلفارنسی تماس حاصل فرمایید. آلفارنسی با تیمی مجرب و متخصص در این حوزه، آماده ارائه خدمات مشاوره‌ای به مخاطبین عزیز می‌باشد.
