AiQ Synertial MoCap Suits

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

AiQ Synertial G6 MoCap Suits

Producent: AiQ Synertial Ltd, Wielka Brytania
Zaplecze operacyjne/technologiczne: Wielka Brytania/Tajwan
 
AiQ Synertial G6 MoCap Suits to profesjonalne, inercyjne systemy przechwytywania ruchu całego ciała. Wykorzystują rozmieszczone na ciele czujniki IMU — Inertial Measurement Unit, czyli inercyjne jednostki pomiarowe — które mierzą orientację, przyspieszenie i prędkość ruchu poszczególnych segmentów ciała.

System nie wymaga stałego otoczenia użytkownika kamerami ani pracy wyłącznie w przygotowanym studiu. Może być wykorzystywany w pomieszczeniach i w terenie, między innymi do animacji, analizy biomechanicznej, badań, sportu, ergonomii, robotyki, szkoleń i symulacji.

Rodzina G6 obejmuje między innymi:

kombinezon z 18 czujnikami IMU do przechwytywania ruchu całego ciała oraz dodatkowym czujnikiem przeznaczonym dla rekwizytu,
kombinezon z 30 czujnikami IMU, obejmujący przechwytywanie ruchu ciała i dłoni, również z dodatkowym czujnikiem dla rekwizytu,
opcjonalne rękawice z 9, 12 lub 16 czujnikami,
komunikację przewodową i bezprzewodową,
oprogramowanie SynDash oraz integracje z zewnętrznymi środowiskami 3D, inżynierskimi i biomechanicznymi.

Najważniejsze parametry techniczne

Konfiguracje systemu

G6 18 Sensor Suit

18 czujników IMU do przechwytywania ruchu całego ciała,
1 dodatkowy czujnik IMU przeznaczony do montażu na rekwizycie, narzędziu lub innym obiekcie,
brak bezpośredniego, pełnego śledzenia palców bez zastosowania dodatkowych rękawic.

G6 30 Sensor Suit

30 czujników IMU,
przechwytywanie ruchu całego ciała i dłoni,
1 dodatkowy czujnik IMU przeznaczony dla rekwizytu,
rozwiązanie kierowane do zastosowań wymagających bardziej szczegółowego odwzorowania kończyn górnych i ruchu dłoni.
Parametry czujników IMU
zakres żyroskopu: do 4000°/s,
zakres akcelerometru: ±16 g,
deklarowana częstotliwość rejestracji: 200 klatek lub próbek na sekundę,
wymiary pojedynczego modułu IMU: około 5 × 13 × 18 mm,
zastosowanie technologii określanej przez producenta jako 15-osiowa i odporna na nasycenie czujników podczas szybkich ruchów.

Zakres żyroskopu 4000°/s jest szczególnie istotny podczas analizy bardzo szybkich ruchów, takich jak rzuty, uderzenia, ruchy sportowe, elementy akrobatyczne lub dynamiczne działania szkoleniowe. Dla porównania wiele klasycznych systemów inercyjnych wykorzystuje żyroskopy o zakresie około 2000°/s, które mogą osiągać granicę pomiarową przy bardzo szybkich manewrach.

Centralny hub
łączność: Wi-Fi, Bluetooth lub połączenie przewodowe,
obsługiwane platformy wskazywane przez producenta: komputer PC, Android i iOS,
wymiary huba: około 65 × 65 × 20 mm,
opcjonalny lub zintegrowany moduł GPS, zależnie od konfiguracji,
napięcie zasilania: 3,3–5 V,
deklarowana możliwość zapisywania nieograniczonej liczby plików — w praktyce zależna od pojemności zastosowanej pamięci,
możliwość pracy z wymienianym źródłem zasilania.

Zasilanie i czas działania
deklarowany czas pracy na baterii: około 2 godzin i 45 minut,
możliwość przedłużenia pracy dzięki wymianie baterii podczas użytkowania, określanej jako hot swap,
w konfiguracjach bezprzewodowych wykorzystywany może być powerbank 5 V.

Kombinezon
materiał: około 80% nylonu i 20% spandexu,
elastyczna konstrukcja przylegająca do ciała,
przewody zintegrowane z odzieżą,
według producenta elastyczność przewodów może dochodzić do około 135%,
dostępne są konfiguracje gotowe oraz dopasowywane do konkretnego zastosowania.

Format danych i eksport

Podstawowe oprogramowanie SynDash pozwala:
rejestrować dane,
monitorować stan czujników,
oglądać ruch w czasie rzeczywistym,
odtwarzać nagrania,
zapisywać sesje,
eksportować dane między innymi do formatów BVH i FBX,
uzyskiwać dostęp do danych surowych,
zarządzać modelem szkieletowym.

BVH, czyli Biovision Hierarchy, jest popularnym formatem animacji szkieletowej. FBX to bardziej rozbudowany format wymiany danych 3D, obsługiwany przez wiele programów do animacji, projektowania i tworzenia gier.
W zastosowaniach biomechanicznych dostępna jest również integracja z Visual3D. Dane z systemu G6 mogą być przekazywane do tego środowiska między innymi poprzez format MVNX.

Oprogramowanie wymagane do działania

SynDash Lite

Podstawowa aplikacja do obsługi systemu, umożliwiająca:
połączenie z czujnikami,
kontrolę stanu czujników,
rejestrowanie sesji,
podgląd ruchu w czasie rzeczywistym,
odtwarzanie zapisanych sesji,
eksport do BVH i FBX,
korzystanie z Skeleton Manager,
przechwytywanie danych surowych.

SynDash Pro

Rozszerzona wersja oprogramowania może obejmować dodatkowo:
modyfikowanie i zapisywanie modeli szkieletowych,
jednoczesne przechwytywanie danych z kilku kombinezonów,
dodatkowe funkcje analizy sportowej,
obsługę bardziej rozbudowanych modeli dłoni,
pracę z systemami hybrydowymi,
kilka okien podglądu,
raportowanie utraconych klatek,
kontrolę stanu poszczególnych sensorów.

SynShow

SynShow jest oprogramowaniem diagnostycznym wykorzystywanym przede wszystkim podczas konfiguracji, testowania połączeń i rozwiązywania problemów technicznych. Nie jest podstawowym narzędziem do codziennego przechwytywania ruchu.

Integracje i wtyczki

Producent wskazuje integracje lub wtyczki między innymi dla:
Unity,
Unreal Engine 4,
Autodesk MotionBuilder,
Siemens Process Simulate Human,
Siemens Jack,
Siemens PLM,
OptiTrack Motive — głównie w odniesieniu do rękawic lub konfiguracji hybrydowych,
Visual3D,
HTC Vive,
systemów optycznego motion capture.

Należy przed zakupem zweryfikować aktualną kompatybilność z konkretną wersją Unity, Unreal Engine, MotionBuilder, Siemens Jack lub Visual3D. Publiczne materiały producenta nie zawsze podają numery wspieranych wersji programów.

Wymagania

Do uruchomienia systemu potrzebne są co najmniej:
odpowiedni kombinezon i zestaw sensorów,
centralny hub,
źródło zasilania lub powerbank,
komputer PC z oprogramowaniem SynDash,
aktywna licencja SynDash,
odpowiednie sterowniki USB,
router i połączenie Ethernet w niektórych konfiguracjach bezprzewodowych,
sieć Wi-Fi lub połączenie przewodowe,
miejsce umożliwiające wykonanie kalibracji i bezpieczne poruszanie się,
prawidłowo skonfigurowany model szkieletowy użytkownika.

Instrukcja producenta wskazuje, że SynDash może wymagać połączenia z Internetem podczas sprawdzania licencji. W opublikowanej instrukcji rękawic G6 opisano kontrolę licencji wykonywaną co trzy dni. Producent wspomina jednak również o możliwości stosowania licencjonowania offline w środowiskach, w których komunikacja bezprzewodowa jest niedozwolona. Warunki takiej licencji należy potwierdzić indywidualnie w ofercie.

Zalety

Mobilność
System nie wymaga rozstawiania wokół użytkownika wielu kamer. Pozwala rejestrować ruch na boisku, w hali, w zakładzie przemysłowym, pojeździe lub innym środowisku, w którym klasyczny system optyczny byłby trudny do wykorzystania.

Brak problemu zasłaniania markerów
Czujniki są umieszczone bezpośrednio na ciele, dlatego nie tracą widoczności, gdy użytkownik odwraca się, klęka, wchodzi za przeszkodę lub wykonuje ruchy, podczas których części ciała wzajemnie się zasłaniają.

Wysoka częstotliwość przechwytywania
Rejestracja 200 FPS pozwala analizować szybkie ruchy i może być przydatna w sporcie, biomechanice, animacji i badaniach.

Szeroki zakres żyroskopu
Zakres 4000°/s ogranicza ryzyko nasycenia żyroskopu przy dynamicznych ruchach.

Możliwość pracy przewodowej i bezprzewodowej
Pozwala dostosować konfigurację do studia, laboratorium, zakładu przemysłowego lub obiektu o ograniczonej łączności radiowej.

Eksport do popularnych formatów
Obsługa BVH i FBX ułatwia przenoszenie animacji do zewnętrznych programów.

Integracja z narzędziami profesjonalnymi
Unity, Unreal Engine, MotionBuilder, Siemens Jack, Process Simulate Human i Visual3D umożliwiają zastosowanie systemu w kilku różnych sektorach.

Skalowalność

Można dobrać:
kombinezon 18- lub 30-sensorowy,
rękawice o różnej liczbie sensorów,
dodatkowe moduły,
GPS,
integrację z systemem optycznym,
konfigurację dla kilku użytkowników.
Dostęp do danych surowych

Jest to szczególnie istotne dla laboratoriów, uczelni, zespołów badawczo-rozwojowych i robotyki, ponieważ pozwala prowadzić własne analizy, a nie tylko korzystać z gotowej animacji.

Wady i ograniczenia

Brak publicznie podanej dokładności pomiarowej

Producent używa określeń takich jak „wysoka dokładność” lub „najwyższa jakość danych”, ale na publicznej stronie produktu nie podaje jednoznacznie:
średniego błędu kątowego,
błędu pozycji,
poziomu dryfu w czasie,
wyników porównania z referencyjnym systemem optycznym,
niepewności pomiarowej,
powtarzalności pomiarów.
W związku z tym nie można na podstawie dostępnych materiałów potwierdzić, że system jest dokładniejszy od wszystkich konkurencyjnych rozwiązań. Do zastosowań badawczych lub medycznych należy poprosić o raport walidacyjny.

Dryf pozycji

Systemy IMU bardzo dobrze mierzą orientację i ruch względny, ale mogą mieć trudności z dokładnym określaniem globalnej pozycji użytkownika przez dłuższy czas. Dryf może się kumulować, szczególnie podczas przemieszczania się na większym obszarze.

Zakłócenia magnetyczne

Elementy stalowe, silniki elektryczne, przewody dużej mocy, pojazdy, maszyny i konstrukcje budynków mogą wpływać na magnetometry. Producent deklaruje rozwiązania kompensujące zakłócenia, ale nie publikuje szczegółowych parametrów skuteczności tej kompensacji.

Ograniczona dokładność globalnej lokalizacji

Sam system inercyjny może nie zapewniać dokładności pozycyjnej porównywalnej z dobrze skalibrowanym systemem optycznym. W zastosowaniach wymagających dokładnej pozycji w przestrzeni może być konieczne połączenie z:
systemem optycznym,
HTC Vive,
GPS,
zewnętrznym systemem lokalizacji,
dodatkowymi punktami referencyjnymi.
Konieczność kalibracji
Nieprawidłowe założenie kombinezonu, przesunięty czujnik, błędny model szkieletowy lub niewłaściwa pozycja kalibracyjna mogą obniżyć jakość danych.

Czas zakładania i przygotowania

Choć system może być szybszy do uruchomienia niż wielokamerowe studio optyczne, nadal wymaga:
dobrania kombinezonu,
prawidłowego rozmieszczenia czujników,
uruchomienia huba,
połączenia z oprogramowaniem,
sprawdzenia stanu sensorów,
kalibracji użytkownika.
Ograniczony czas pracy na baterii

Około 2 godzin i 45 minut może być niewystarczające dla całodziennej sesji. Hot swap ogranicza ten problem, ale wymaga dodatkowych baterii i prawidłowej organizacji pracy.

Możliwe ograniczenia licencyjne

SynDash wymaga licencji. Publiczne informacje nie pozwalają jednoznacznie określić:
kosztu licencji,
okresu jej obowiązywania,
liczby stanowisk,
zasad aktualizacji,
kosztów wersji Pro,
warunków licencji offline,
możliwości przenoszenia licencji między komputerami.

Zależność od specjalistycznego oprogramowania

Pełne wykorzystanie systemu w biomechanice, inżynierii lub produkcji może wymagać dodatkowych, często płatnych aplikacji, takich jak:
Visual3D,
MotionBuilder,
Siemens Jack,
Process Simulate Human,
Unity lub Unreal wraz z przygotowaną aplikacją,
oprogramowanie do obróbki animacji.

 

Dla kogo jest ten produkt

System jest przeznaczony przede wszystkim dla użytkowników profesjonalnych i instytucjonalnych:

studiów animacji i produkcji filmowej,
producentów gier komputerowych,
laboratoriów biomechanicznych,
uczelni technicznych i medycznych,
jednostek badawczo-rozwojowych,
ośrodków sportowych,
klinik rehabilitacyjnych,
producentów robotów i egzoszkieletów,
zakładów przemysłowych,
zespołów ergonomii i bezpieczeństwa pracy,
producentów symulatorów,
jednostek wojskowych i służb mundurowych,
centrów szkoleniowych VR i XR.

Nie jest to typowy produkt konsumencki przeznaczony do prostych gier VR lub domowego śledzenia sylwetki. Jego największa wartość pojawia się tam, gdzie dane mają być rejestrowane, analizowane, eksportowane albo integrowane z profesjonalnym oprogramowaniem.

Zastosowania

Animacja, gry i produkcja wirtualna

rejestrowanie ruchu aktorów,
tworzenie animacji postaci,
sterowanie awatarami w czasie rzeczywistym,
prototypowanie animacji,
prewizualizacja scen,
przechwytywanie ruchu poza studiem,
rejestrowanie interakcji z rekwizytami,
tworzenie treści VR i XR.
Wersja 18-sensorowa jest odpowiednia do podstawowego przechwytywania ruchu całego ciała. Wersja 30-sensorowa lub system z dodatkowymi rękawicami będzie bardziej przydatny, gdy istotny jest ruch dłoni i palców.

Sport

analiza techniki ruchu,
badanie rzutów, uderzeń i zamachów,
analiza biegu,
badanie zakresów ruchu,
porównywanie wykonania ćwiczeń,
synchronizacja danych ruchowych z nagraniem wideo,
rejestrowanie aktywności w terenie,
pomiary wspierane przez GPS i opcjonalne sensory fizjologiczne.
Producent wskazuje możliwość pracy bez laptopa w terenie, z wykorzystaniem urządzenia mobilnego jako punktu dostępowego Wi-Fi i narzędzia do oznaczania sesji.

Biomechanika i laboratoria

analiza kinematyki całego ciała,
badanie ruchów funkcjonalnych,
analiza chodu,
badania ergonomiczne,
badania sportowe,
badania rehabilitacyjne,
zbieranie danych poza laboratorium,
synchronizacja z systemami wideo i innymi urządzeniami pomiarowymi,
eksport danych do Visual3D.
Integracja z Visual3D zwiększa przydatność systemu w zastosowaniach naukowych, jednak sam kombinezon nie zastępuje oprogramowania do zaawansowanej analizy biomechanicznej.

Medycyna i rehabilitacja

Potencjalne zastosowania obejmują:
monitorowanie postępów rehabilitacji,
badanie zakresu ruchu,
ocenę symetrii ruchu,
analizę ćwiczeń wykonywanych w domu,
badania neurologiczne,
analizę ruchu osób poruszających się na wózkach.
Producent opisuje zastosowanie wcześniejszych systemów Synertial między innymi w badaniach dyskinez i fizjoterapii domowej. Informacje te mają jednak charakter przykładów wdrożeniowych producenta, a nie niezależnych badań potwierdzających skuteczność kliniczną systemu.
System nie powinien być traktowany jako certyfikowane urządzenie diagnostyczne, dopóki producent nie przedstawi odpowiedniej dokumentacji regulacyjnej dla konkretnego zastosowania medycznego.

Przemysł i ergonomia

analiza ruchów operatorów,
projektowanie stanowisk pracy,
ocena zasięgu kończyn,
badanie obciążenia pracownika,
weryfikowanie procedur montażowych,
symulowanie pracy we wnętrzu pojazdów,
projektowanie kokpitów i kabin,
analiza interakcji człowiek–maszyna,
walidacja projektów w Siemens Jack i Process Simulate Human.
System inercyjny może być szczególnie wartościowy podczas analizy dużych obiektów, maszyn lub pojazdów, gdzie ustawienie pełnego systemu kamer optycznych byłoby utrudnione.

Robotyka

uczenie robotów poprzez demonstrację,
teleoperacja,
mapowanie ruchów operatora na robota,
badanie chwytów,
sterowanie manipulatorami,
badania nad protezami i egzoszkieletami,
gromadzenie danych treningowych dla algorytmów sztucznej inteligencji.

Do precyzyjnego przechwytywania dłoni producent rekomenduje rękawice 16-sensorowe, które obejmują sensory na większości segmentów palców i dodatkowy sensor piątej kości śródręcza.

Wojsko i służby mundurowe

System może być wykorzystywany między innymi do:
tworzenia animacji i scenariuszy szkoleniowych,
budowy symulatorów VR i XR,
analizy procedur obsługi uzbrojenia lub sprzętu,
oceny ergonomii wyposażenia osobistego,
badania obciążenia żołnierza,
rejestrowania ruchu podczas treningów,
szkolenia procedur taktycznych,
badania interakcji człowieka z pojazdem lub systemem uzbrojenia,
tworzenia danych do cyfrowych modeli człowieka,
sterowania awatarami w środowiskach syntetycznych.
Zaletą jest możliwość działania poza specjalistycznym studiem i brak ograniczenia do pola widzenia kamer. W obiektach wojskowych istotna może być również możliwość pracy przewodowej i zastosowania licencji offline.

Ograniczeniem pozostają jednak:
podatność systemów inercyjnych na zakłócenia magnetyczne,
konieczność zabezpieczenia komunikacji bezprzewodowej,
potrzeba kontroli miejsca przechowywania danych,
brak publicznie dostępnych informacji o certyfikacji kryptograficznej lub dopuszczeniu do pracy z informacjami niejawnymi,
konieczność indywidualnej integracji z wojskowymi symulatorami.

Edukacja

System może być wykorzystywany przez:
uczelnie techniczne,
szkoły filmowe,
kierunki animacji i projektowania gier,
uczelnie medyczne,
kierunki fizjoterapii,
kierunki biomechaniki,
akademie wychowania fizycznego,
laboratoria robotyki,
centra szkoleniowe VR.

Przykładowe zajęcia:
podstawy motion capture,
analiza ruchu człowieka,
animacja postaci,
biomechanika,
ergonomia,
programowanie aplikacji Unity i Unreal,
sterowanie robotami,
analiza danych z sensorów IMU.

Dla edukacji system może być bardzo wartościowy, ale jego zakup ma sens przede wszystkim wtedy, gdy będzie wykorzystywany w kilku przedmiotach lub projektach. Do prostych zajęć demonstracyjnych tańszy system konsumencki może zapewnić lepszy stosunek kosztu do częstotliwości użycia.

Podsumowanie

AiQ Synertial G6 jest rozbudowanym, profesjonalnym systemem inercyjnego motion capture, którego najważniejszymi cechami są częstotliwość rejestracji 200 FPS, żyroskopy o zakresie 4000°/s, możliwość pracy poza studiem, dostęp do danych surowych oraz integracje z narzędziami animacyjnymi, biomechanicznymi i przemysłowymi.

Największą wartość rozwiązanie może zapewnić w animacji, sporcie, robotyce, ergonomii, szkoleniach XR i badaniach ruchu wykonywanych poza klasycznym laboratorium.