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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Title: Atualização do módulo de reconhecimento de movimentos de um jogo terapêutico utilizando a biblioteca openpose
metadata.dc.creator: SILVA, Esther Cardoso da
metadata.dc.contributor.advisor1: MONTEIRO, Dionne Cavalcante
metadata.dc.contributor.advisor-co1: JACOB JÚNIOR, Antônio Fernando Lavareda
Issue Date: 2019
Citation: SILVA, Esther Cardoso da. Atualização do módulo de reconhecimento de movimentos de um jogo terapêutico utilizando a biblioteca openpose. Orientador: Dionne Cavalcante Monteiro. 2019. 88 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) – Faculdade de Computação, Instituto de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Federal do Pará, Belém, 2019. Disponível em: http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/2364. Acesso em:.
metadata.dc.description.resumo: A fisioterapia é um processo composto por tarefas repetitivas e, portanto, resulta em altas taxas de desistência de pacientes. Os jogos para o auxílio da prática de exercício, também conhecidos como exergames, oferecem uma alternativa de baixo custo para tornar esse processo mais agradável. Porém, os exergames comerciais não possuem as rotinas de exercícios necessários para a reabilitação de pacientes com necessidades específicas. Portanto, o desenvolvimento de jogos sérios com atividades projetadas para esse contexto vêm ganhando grande espaço dentro do meio acadêmico e da área da saúde. Skyway é um jogo terapêutico desenvolvido por estudantes de Engenharia da Computação da Universidade Federal do Pará, voltado para o fortalecimento do equilíbrio corporal para pacientes com dificuldades de locomoção. O módulo de reconhecimento de movimentos desse exergame foi desenvolvido com ferramentas específicas para o dispositivo Microsoft Kinect, o sensor de movimentos do console Xbox, que faz uso de dados de cor, advindos de imagens RGB, e profundidade, obtidos por meio de infravermelho, para estimar a posição do jogador. Devido à retirada do dispositivo Kinect do mercado pela fabricante em setembro de 2017, tornou-se interessante a substituição do mesmo por uma ferramenta mais moderna. OpenPose é uma biblioteca de código aberto e sem custos para aplicações não comerciais a qual utiliza técnicas de segmentação de imagem e aprendizado de máquina para reconhecimento de movimentos e expressões de pessoas em imagens 2D. Essa ferramenta foi escolhida para substituição do kit de desenvolvimento do Kinect por não apresentar custos e permitir a utilização de diferentes tipos de dispositivos para captura de imagens. Após a substituição das ferramentas de desenvolvimento, foi feita uma comparação entre as funcionalidades presentes nas duas versões do jogo. A ferramenta desenvolvida com a biblioteca OpenPose teve êxito em movimentar o personagem no eixo horizontal, porém, devido às limitações de coordenadas tridimensionais presentes no plugin utilizado no Unity, não foi possível implementar a movimentação do personagem no eixo vertical. Também notou-se, a partir de testes limitados, que o jogo mantém o desempenho da versão original somente quando o processamento da biblioteca é feito em placas gráficas com suporte a CUDA, porém, se mostrou inviável para execução exclusiva nos processadores disponíveis para teste.
Abstract: Physical therapy is a process composed of repetitive tasks and, therefore, results in high rates of treatment quitting by the patients. Fitness games, also called exergames, offer a low-cost alternative to make this process more enjoyable. However, commercial exergames do not have the necessary exercise routines for the rehabilitation of patients with specific needs. Therefore, the development of serious games with activities designed for this context has been gaining great interest in the academic environment and the healthcare field. Skyway is a therapeutic game developed by Computer Engineering students at the Federal University of Pará, aimed at improving body balance for patients with locomotion problems. The motion tracking module of this exergame was developed with tools specific to the Microsoft Kinect device, Xbox console’s motion sensor, which uses color data, derived from RGB images, and depth data, obtained by infrared, to estimate the player’s position. Due to the Kinect device being pulled out from the market by the manufacturer in September 2017, it became desirable to replace it with a more modern tool. OpenPose is a free, open source library for non-commercial applications that uses image segmentation and machine learning techniques to recognize movements and expressions of people in 2D images. This tool was chosen to replace the Kinect development kit for being free of costs and for allowing the use of different kinds of imaging devices. After replacing the development kit, a comparison was made between the features present in both versions of the game. The game developed with the OpenPose library succeeded in moving the character on the horizontal axis, however, due to the limitations of three-dimensional coordinates in the Unity plugin, it was not possible to implement the character movement on the vertical axis. It has also been noted from limited testing that the game retains the performance of the original version only when library processing is done on CUDA-enabled graphics cards, but has proved impractical for execution only on the processors available for testing.
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Keywords: Jogos sérios
Reabilitação
Motion tracking
Visão computacional
Deep learning
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:Faculdade de Computação - FC/ICEN

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