Noitom Perception Neuron

Zapytaj o cenę i dostępność na info(@)pronetkrakow.com.pl

Noitom Perception Neuron – system inercyjnego przechwytywania ruchu
Noitom Ltd. - producent Chiny

Noitom Perception Neuron to rodzina przenośnych systemów motion capture, czyli systemów przechwytywania ruchu człowieka. Rozwiązanie wykorzystuje niewielkie czujniki inercyjne IMU – Inertial Measurement Unit, umieszczane na ciele użytkownika. Czujniki rejestrują orientację i ruch poszczególnych części ciała, a oprogramowanie przekształca dane pomiarowe w animację cyfrowego szkieletu.

System może rejestrować ruch całego ciała, a w odpowiedniej konfiguracji także dłoni i palców. Dane mogą być nagrywane, analizowane, eksportowane do popularnych formatów animacyjnych albo przesyłane w czasie rzeczywistym do silników graficznych, aplikacji 3D, środowisk wirtualnej rzeczywistości i oprogramowania badawczego.

Aktualna oferta Noitom obejmuje między innymi bezprzewodowe systemy PN 3 i PN Studio, przewodowy system PN Link oraz rozwiązanie hybrydowe PN Hybrid, łączące pomiary inercyjne z pozycjonowaniem optycznym.

Najważniejsze wersje systemu

Perception Neuron 3
PN 3 jest podstawowym, lekkim i przenośnym bezprzewodowym systemem z rodziny Perception Neuron. Producent pozycjonuje go jako rozwiązanie wejściowe przeznaczone między innymi dla animatorów, studiów gier, produkcji filmowej, transmisji wirtualnych i edukacji.
Pełna konfiguracja wykorzystuje do 27 bezprzewodowych czujników inercyjnych, umożliwiających rejestrowanie ruchu ciała oraz dłoni. Aktualna wersja, przedstawiona przez producenta jako edycja zmodernizowana w 2025 roku, otrzymała zwiększoną odporność na zakłócenia magnetyczne.

Perception Neuron Studio
PN Studio jest bardziej zaawansowanym systemem przeznaczonym do profesjonalnych zastosowań, bardziej dynamicznych ruchów, dokładniejszej analizy oraz pracy w większej przestrzeni.
Producent wskazuje zastosowania obejmujące między innymi:
analizę biomechaniczną;
ergonomię;
sport;
efekty wizualne;
produkcję filmową;
występy sceniczne;
wirtualne postacie i cyfrowych ludzi;
badania nad robotami humanoidalnymi;
teleoperację i uczenie robotów na podstawie ruchu człowieka.

Specyfikacja Perception Neuron 3

Czujniki
typ: bezprzewodowe, dziewięcioosiowe czujniki inercyjne MEMS;
elementy pomiarowe: żyroskop, akcelerometr i magnetometr;
wbudowany system obliczania orientacji AHRS;
liczba czujników w pełnym zestawie: do 27;
wymiary pojedynczego czujnika: około 27,9 × 16,2 × 11,6 mm;
masa pojedynczego czujnika: około 4,1 g;
komunikacja z komputerem: odbiornik podłączany przez USB Type-C;
możliwość zastosowania przejściówki Type-C–USB;
czas pracy: około 3,5 godziny;
czas ładowania: około 1 godziny;
stacja ładująca obsługuje do sześciu czujników jednocześnie.

Zakres przechwytywania
ruch całego ciała;
ruch dłoni i wybranych palców, zależnie od konfiguracji;
praca wewnątrz budynków i na zewnątrz;
brak konieczności instalowania kamer motion capture;
działanie niezależne od oświetlenia;
brak typowego dla systemów kamerowych problemu zasłaniania markerów przez inne osoby lub przedmioty;
możliwość jednoczesnego przechwytywania ruchu do trzech użytkowników w środowisku Axis Studio, zgodnie z informacją producenta.

Opcjonalne wyposażenie
rękawice do rejestrowania ruchu dłoni;
elastyczne paski mocujące czujniki;
dopasowany strój kompresyjny stabilizujący pozycję czujników;
dodatkowe czujniki i stacje ładujące;
walizka transportowa.

Strój kompresyjny może poprawić stabilność pomiaru, ponieważ ogranicza przesuwanie się czujników względem ciała podczas szybkiego ruchu.

Specyfikacja Perception Neuron Studio

Czujnik PN Studio
liczba czujników ciała w standardowej konfiguracji: 17;
dodatkowy czujnik zapasowy: 1;
rękawice motion capture: jedna para;
wymiary czujnika: 43 × 33 × 20 mm;
masa czujnika: 15,8 g;
pojemność akumulatora: 280 mAh;
deklarowany czas pracy: do 10 godzin;
zakres żyroskopu: ±2000°/s;
zakres akcelerometru: do ±30 g dla czujników dłoni i stóp oraz ±8 g dla pozostałych;
wewnętrzna częstotliwość obliczeniowa: 500 Hz;
częstotliwości wyjściowe: 60, 90, 96, 100, 120 lub 240 Hz;
deklarowana minimalna rozdzielczość kątowa: 0,02°;
deklarowana dokładność statyczna:
- roll: 0,7°;
-pitch: 0,7°;
- yaw: 2°;
pasmo komunikacji bezprzewodowej: 2400–2483 MHz;
napięcie robocze: 5 V;
pobór prądu czujnika: około 40 mA.

Przestrzeń i wielu użytkowników
Producent deklaruje możliwość wykorzystania PN Studio na obszarze do około 1000 m², z przechwytywaniem ruchu maksymalnie pięciu osób wraz z dłońmi oraz śledzeniem do 20 rekwizytów. Taka konfiguracja może wymagać odpowiednio przygotowanego systemu, infrastruktury radiowej i dodatkowych komponentów, dlatego parametr ten nie powinien być automatycznie utożsamiany z podstawowym zestawem jednego użytkownika.
System może zostać rozszerzony do rozwiązania hybrydowego łączącego pomiar inercyjny i optyczny, ale producent wskazuje, że jest to rozszerzenie konfigurowane indywidualnie.

Oprogramowanie wymagane do działania

Axis Studio

Podstawowym oprogramowaniem dla PN 3 i PN Studio jest Noitom Axis Studio. Program odbiera dane z czujników, rekonstruuje ruch szkieletu człowieka i umożliwia:
konfigurację oraz kalibrację użytkownika;
podgląd ruchu w czasie rzeczywistym;
nagrywanie sesji motion capture;
edycję długości segmentów szkieletu;
korygowanie kontaktu stóp i innych punktów ciała z podłożem;
automatyczną optymalizację danych;
redukcję szumów;
eksport animacji;
przesyłanie ruchu do innych programów w czasie rzeczywistym;
eksport parametrów kinematycznych, takich jak kąty stawów, przyspieszenia i prędkości kątowe.
Obsługiwane formaty i integracje

Axis Studio umożliwia eksport między innymi do formatów:
BVH – Biovision Hierarchy, wykorzystywanego do zapisu animacji szkieletowej;
FBX – Filmbox, powszechnie stosowanego w grafice 3D, animacji i produkcji filmowej.

Producent przewiduje również przesyłanie danych w czasie rzeczywistym lub integrację z takimi środowiskami jak:
Unity;
Unreal Engine;
Autodesk MotionBuilder;
Autodesk Maya;
Cinema 4D;
Notch;
Reallusion iClone;
aplikacje wykorzystujące OSC;
własne aplikacje korzystające z SDK lub interfejsu API.

Zakres integracji może zależeć od wersji Axis Studio, wersji wtyczki oraz konkretnego modelu zestawu.

Wymagania komputerowe

Do pracy potrzebne są co najmniej:
kompatybilny komputer;
wolny port USB lub USB Type-C dla odbiornika;
zainstalowane oprogramowanie Axis Studio;
sterowniki i aktualne oprogramowanie układowe;
odpowiednie wtyczki, gdy dane mają być przekazywane do zewnętrznej aplikacji;
wystarczająca wydajność procesora i układu graficznego do obsługi docelowego środowiska 3D.

Producent udostępnia Axis Studio, sterowniki, firmware, zestawy SDK, dokumentację oraz wybrane wtyczki w swojej sekcji pobierania.

Publiczna strona międzynarodowa nie przedstawia obecnie w sposób wystarczająco jednoznaczny aktualnej minimalnej konfiguracji procesora, pamięci RAM i karty graficznej dla wszystkich wariantów. Dlatego przed zakupem należy potwierdzić wymagania dla konkretnej wersji Axis Studio i wykorzystywanej aplikacji, zamiast przyjmować nieaktualne parametry z wcześniejszych instrukcji.

Dla kogo jest ten produkt?

Animatorzy i studia produkcyjne

System jest przeznaczony dla:
animatorów 3D;
twórców gier;
studiów filmowych i VFX;
twórców treści VR i AR;
producentów transmisji wirtualnych;
twórców cyfrowych postaci;
niezależnych twórców wymagających mobilnego motion capture.
Najważniejszą korzyścią jest możliwość szybkiego nagrywania animacji ruchu bez budowania studia wyposażonego w wiele kamer.

Uczelnie i edukacja

Rozwiązanie może być przydatne na kierunkach:
grafika komputerowa;
animacja;
projektowanie gier;
biomechanika;
fizjoterapia;
robotyka;
automatyka;
informatyka;
inżynieria biomedyczna;
ergonomia;
sport;
wirtualna i rozszerzona rzeczywistość.
Studenci mogą obserwować ruch szkieletu w czasie rzeczywistym, uczyć się retargetowania animacji, analizować kąty stawowe oraz tworzyć własne aplikacje wykorzystujące dane z czujników.
PN 3 jest zwykle lepiej dopasowany do zajęć dydaktycznych i nauki podstaw motion capture. PN Studio jest bardziej odpowiedni dla laboratoriów, projektów badawczych i zajęć wymagających wyższej częstotliwości próbkowania.

Laboratoria badawcze

System może być wykorzystywany do:
pomiaru kinematyki ruchu;
badań ergonomicznych;
analizy ruchu kończyn;
badania interakcji człowiek–komputer;
sterowania robotami;
teleoperacji;
zbierania danych uczących dla robotów i algorytmów sztucznej inteligencji;
rejestrowania demonstracji wykonywanych przez człowieka;
tworzenia cyfrowych bliźniaków ruchu.
Badania porównujące Perception Neuron Studio z optycznym systemem OptiTrack wykazały dobrą lub bardzo dobrą zgodność w wielu pomiarach górnej części ciała. Jednocześnie autorzy stwierdzili, że błędy mogą zwiększać się przy szybszych i bardziej złożonych ruchach. Oznacza to, że system może być przydatnym narzędziem badawczym, ale nie powinien być automatycznie traktowany jako zamiennik laboratoryjnego systemu referencyjnego dla każdego rodzaju badania.

Sport, rehabilitacja i ergonomia

Potencjalne zastosowania obejmują:
analizę techniki ruchu;
ocenę postawy;
analizę chodu;
analizę ruchów kończyn i tułowia;
ocenę ergonomii stanowisk pracy;
obserwację zakresów ruchu;
wizualizację ćwiczeń;
porównywanie kolejnych sesji treningowych.
System nie jest automatycznie urządzeniem medycznym ani diagnostycznym. Użycie w diagnostyce, terapii lub podejmowaniu decyzji klinicznych wymaga zweryfikowania statusu regulacyjnego konkretnej konfiguracji, walidacji metody pomiarowej i procedury badawczej.

Wojsko, służby i bezpieczeństwo

Perception Neuron może być przydatny jako komponent:
symulatorów szkoleniowych;
aplikacji VR do nauki procedur;
systemów treningu ruchowego;
analizy ergonomii wyposażenia;
badań nad poruszaniem się żołnierza z obciążeniem;
sterowania awatarem w środowisku symulacyjnym;
badań nad współpracą człowiek–robot;
teleoperacji robotów;
rejestrowania ruchu instruktorów w celu tworzenia scenariuszy szkoleniowych.

System inercyjny może działać bez kamer i niezależnie od oświetlenia, co ułatwia budowanie mobilnych stanowisk szkoleniowych. Jest to jednak rozwiązanie komercyjne do przechwytywania ruchu, a nie automatycznie certyfikowany wojskowy system pomiarowy.

Dlatego rozwiązanie należy traktować przede wszystkim jako narzędzie szkoleniowe, badawcze i symulacyjne działające w kontrolowanym środowisku. Przed użyciem wojskowym konieczna byłaby osobna ocena bezpieczeństwa, odporności środowiskowej, łączności radiowej, cyberbezpieczeństwa i ochrony danych.

Najważniejsze zalety

Mobilność
System nie wymaga budowy stałego studia z wieloma kamerami i może być przenoszony pomiędzy salami, laboratoriami oraz lokalizacjami.

Brak zależności od oświetlenia
Czujniki inercyjne nie rejestrują obrazu z kamer, dlatego pomiar nie jest bezpośrednio zależny od jakości oświetlenia.

Ograniczenie problemu zasłaniania
Czujniki znajdują się na ciele użytkownika, więc nie muszą pozostawać widoczne dla kamer. Ułatwia to rejestrowanie obrotów, pracy w ograniczonej przestrzeni i części ruchów wykonywanych blisko innych obiektów.

Rejestracja w czasie rzeczywistym
Ruch może być natychmiast wyświetlany na cyfrowej postaci albo przekazywany do silnika Unity, Unreal Engine lub innego kompatybilnego programu.

Obsługa całego ciała i dłoni
W odpowiedniej konfiguracji jedno rozwiązanie może rejestrować zarówno ruch całego ciała, jak i palców.

Otwarte możliwości integracji
SDK, API, transmisja danych i obsługa standardowych formatów ułatwiają budowanie własnych aplikacji badawczych, szkoleniowych i interaktywnych.

Niższy próg wejścia niż w przypadku dużych systemów optycznych
PN 3 może być sensownym rozwiązaniem dla uczelni, małych studiów i laboratoriów, które nie potrzebują kompletnego studia optycznego.

Wady i ograniczenia

Dryf pomiaru
Inercyjne systemy motion capture mogą stopniowo tracić dokładność orientacji lub pozycji podczas dłuższej sesji. Problem może wymagać ponownej kalibracji albo korekcji danych.

Brak samodzielnego dokładnego pomiaru pozycji globalnej
Czujniki IMU bardzo dobrze mierzą orientację i dynamikę segmentów ciała, ale nie zapewniają automatycznie tak precyzyjnego bezwzględnego położenia użytkownika w przestrzeni jak dobrze skonfigurowany system optyczny.

Może to prowadzić między innymi do:
przesuwania się cyfrowej postaci względem podłoża;
błędów w pozycji stóp;
problemów z dokładnym odtworzeniem kontaktu z przedmiotami;
konieczności stosowania dodatkowego pozycjonowania albo systemu hybrydowego.

Wrażliwość na metal i pole magnetyczne
Aktualne wersje są przedstawiane jako bardziej odporne na zakłócenia magnetyczne, ale określenie „anti-magnetic” nie oznacza całkowitej niewrażliwości na każde źródło zakłóceń. Duże metalowe konstrukcje, silniki, magnesy, przewody wysokoprądowe i inne źródła pola elektromagnetycznego mogą nadal wpływać na pomiar.

Konieczność prawidłowego założenia czujników
Przesunięty, luźny lub błędnie przypisany czujnik powoduje błędy w rekonstrukcji ruchu. Wynik zależy od:
poprawnego rozmieszczenia czujników;
stabilnego zamocowania;
właściwej kalibracji;
prawidłowego modelu szkieletu;
zachowania tej samej konfiguracji w kolejnych sesjach.

Czas przygotowania użytkownika
Założenie pełnego zestawu, sprawdzenie czujników i kalibracja zajmują więcej czasu niż rozpoczęcie rejestracji zwykłą kamerą.

Ograniczony czas pracy PN 3
Deklarowane około 3,5 godziny może być niewystarczające dla całodziennego szkolenia lub długiej sesji produkcyjnej bez dodatkowego czasu na ładowanie.

Konieczność obróbki danych
Dane motion capture często wymagają:
filtrowania;
korekcji kontaktu stóp;
usuwania nagłych skoków;
dostosowania szkieletu;
retargetowania na docelową postać;
ręcznej korekty fragmentów animacji.

Brak pomiaru siły
System rejestruje ruch, ale samodzielnie nie mierzy:
sił reakcji podłoża;
nacisku;
aktywności mięśni;
obciążeń stawów;
parametrów fizjologicznych.

Do takich badań potrzebne są dodatkowe urządzenia, np. platformy dynamometryczne, elektromiografia EMG lub czujniki nacisku.
 
Wymagania organizacyjne i eksploatacyjne
 
Przed rozpoczęciem pracy należy:
naładować wszystkie czujniki;
przypisać czujniki do odpowiednich części ciała;
założyć paski, rękawice lub strój;
podłączyć odbiornik do komputera;
uruchomić Axis Studio;
sprawdzić komunikację i stan baterii;
wprowadzić lub zweryfikować wymiary użytkownika;
przeprowadzić kalibrację;
wykonać krótki test ruchu;
dopiero następnie rozpocząć właściwe nagrywanie.

W zastosowaniach badawczych należy dodatkowo dokumentować:
wersję oprogramowania i firmware;
rozmieszczenie czujników;
metodę kalibracji;
częstotliwość próbkowania;
warunki środowiskowe;
obecność konstrukcji metalowych;
sposób filtrowania danych;
liczbę ponownych kalibracji;
procedurę synchronizacji z innymi urządzeniami.
 
 
Rekomendacja wyboru

PN 3 warto wybrać, gdy:
najważniejsze są mobilność i mała masa;
system ma służyć do edukacji, animacji lub tworzenia prototypów;
przechwytywany jest jeden użytkownik lub niewielka grupa;
sesje nie trwają przez cały dzień;
wymagany jest stosunkowo prosty system bezprzewodowy;
budżet jest istotnym ograniczeniem.

PN Studio warto wybrać, gdy:
rejestrowane są szybkie i dynamiczne ruchy;
wymagana jest wyższa częstotliwość danych;
potrzebna jest pełniejsza rejestracja dłoni;
system ma pracować w laboratorium, sporcie lub profesjonalnej produkcji;
wymagane są dłuższe sesje;
planowana jest praca z wieloma osobami;
przewidywana jest rozbudowa do systemu hybrydowego.

System optyczny lub hybrydowy będzie lepszy, gdy:
potrzebna jest bardzo dokładna pozycja globalna;
konieczne jest precyzyjne mierzenie kontaktu z przedmiotami;
badanie wymaga dokładnego odtwarzania trajektorii w przestrzeni;
wyniki mają stanowić podstawę decyzji klinicznych albo certyfikowanych pomiarów;
występują silne zakłócenia magnetyczne;
planowana jest walidacja względem laboratoryjnego systemu referencyjnego.