Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с отслеживания взгляда на МКС )
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Устройство слежения за глазами» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. Отслеживание глаз .
Устройство слежения за глазами (ETD)

Устройство отслеживания движения глаз (ETD) - это устанавливаемое на голову устройство, предназначенное для измерения трехмерных движений глаз и головы в экспериментальных и естественных условиях. Трекер позволяет всесторонне измерять движение глаз (три степени свободы) и, опционально, движение головы (шесть степеней свободы). Он представляет собой инструмент для исследования сенсомоторного поведения, особенно вестибулярной и глазодвигательной систем, как при здоровье, так и при болезни.

Устройство отслеживания взгляда на МКС [ править ]

Устройство айтрекинга на МКС

Первоначально он был разработан Немецким космическим агентством (DLR) для использования на Международной космической станции (МКС) и был загружен на станцию ​​в рамках совместной европейской и российской космической программы в начале 2004 года. Устройство было разработано проф. Эндрю Х. Кларк (Вестибулярная лаборатория, Шарите Берлин) вместе с компаниями Chronos Vision и Mtronix в Берлине и интегрированный для использования пространства мюнхенской компанией Kayser-Threde.

В первой серии экспериментов, проведенных командой профессора Кларка в сотрудничестве с Московским институтом биомедицинских проблем, устройство отслеживания взгляда использовалось для измерения плоскости Листинга - системы координат, которая используется для определения движения глаз. в голове. Научная цель состояла в том, чтобы определить, как самолет Листинга изменяется при различных условиях гравитации. В частности, было изучено влияние длительной микрогравитации на борту МКС и последующего возврата к земной гравитации. Полученные данные способствуют нашему пониманию нейральной пластичности вестибулярной и глазодвигательной систем.

Эти эксперименты были начаты весной 2004 г. и продолжены до конца 2008 г. с участием ряда космонавтов и астронавтов, каждый из которых провел на борту МКС по шесть месяцев.

Операции [ править ]

Космонавт с ETD в экспедиции на МКС

Изучение ориентации плоскости Листинга в ходе продолжительной космической миссии представляет особый интерес, поскольку на Земле плоскость Листинга, по-видимому, зависит от входных сигналов от вестибулярной системы, то есть определяется положением головы относительно силы тяжести. Подвергая космонавта невесомости космоса, этот эксперимент может следовать за последующей адаптацией вестибулярной системы космонавта во время полета и после возвращения на Землю. Ключевой вопрос в этом эксперименте заключается в том, до какой степени ориентация плоскости Листинга изменяется из-за адаптации вестибулярной системы к невесомости или к уровням гравитации, меньшим или большим, чем у Земли.Еще один вопрос: компенсирует ли тело недостающие сигналы вестибулярной системы, заменяя другие механизмы во время длительного космического полета.[1]

Миссии [ править ]

ETD использовался для этого исследования в период с 2004 по 2008 год. В течение каждого шестимесячного приращения экспериментальная процедура выполнялась с регулярными трехнедельными интервалами, чтобы можно было оценить адаптацию к микрогравитации . Кроме того, эквивалентные измерения были сделаны в течение первых недель после возвращения на Землю каждого космонавта или астронавта. Тем временем оборудование ETD остается на МКС в качестве инструмента общего назначения. В настоящее время им пользуется группа российских ученых из Института биомедицинских проблем, изучающих координацию движений глаз и головы в условиях микрогравитации.

Краткое описание основных компонентов системы Реконфигурируемая схема цифровой обработки (FPGA) также облегчает встроенную оптимизацию критичных по времени процессов внешнего интерфейса. [2]

Технология [ править ]

Графический пользовательский интерфейс ETD

Цифровые камеры слежения за глазами, созданные на основе современных датчиков изображения CMOS , подключаются к специальной плате процессора в главном ПК через двунаправленные высокоскоростные каналы цифровой передачи (400 Мбит / с). Эта подключаемая плата PCI имеет интерфейсную архитектуру обработки, состоящую из цифровых сигнальных процессоров (DSP) и программируемых логических устройств ( FPGA ) для бинокулярного, интерактивного изображения и сбора сигналов. [3]

Для задачи отслеживания взгляда существенное сокращение данных выполняется датчиком и внешней обработкой. Таким образом, только предварительно выбранные данные передаются с датчика изображения на главный компьютер, где реализуются окончательные алгоритмы и хранение данных. Это устраняет узкое место, вызванное стандартным покадровым получением изображения, и, таким образом, обеспечивает значительно более высокую частоту дискретизации изображения.

Эта архитектура обработки интегрирована в защищенный IBM- совместимый ПК, который позволяет визуализировать глаза и соответствующие сигналы. Важной особенностью конструкции является цифровое хранение всех последовательностей изображений с камер в виде цифровых файлов на сменном жестком диске. После завершения каждой миссии МКС жесткий диск с записями возвращается на Землю. Это обеспечивает всесторонний и надежный анализ обработки изображений в лаборатории исследователей и сводит к минимуму время, необходимое для эксперимента на МКС.

Устройство слежения за глазами на Земле [ править ]

Параллельно с космической версией Eye Tracker коммерчески доступная модель была произведена компанией Chronos Vision в Берлине и установлена ​​во многих лабораториях в Европе, Северной Америке и Азии, где она представляет собой важный инструмент для исследования многочисленные нейрофизиологические явления.

См. Также [ править ]

Заметки [ править ]

  1. ^ Вестибуло-глазодвигательные исследования и измерительная техника для космических станций эпохи AHClarke; Elsevier Science 1998, 28: 173–184
  2. ^ Использование CMOS-сенсоров с высокой частотой кадров для трехмерного отслеживания глаз . А.Х. Кларк, Дж. Диттерих, К. Дрюн, У. Шёнфельд и К. Стейнеке; Методы исследования поведения, инструменты и компьютеры 2002, 34 (4), 549–560
  3. ^ Измерение движения глаз с высокой скоростью изображения AHClarke, C.Steineke и H.Emanuel; «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 18 июля 2011 года . Проверено 3 марта 2009 . CS1 maint: не рекомендуется параметр ( ссылка ) CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )

Ссылки [ править ]

  • Офис ученого программы МКС; Устройство слежения за глазами (ETD) ; НАСА
  • РКК "Энергия"; ЭКСПЕРИМЕНТ ETD (УСТРОЙСТВО СЛЕЖЕНИЯ ГЛАЗА)
  • ESA; Измерение с помощью устройства слежения за глазами в ориентации плоскости листинга
  • Немецкий аэрокосмический центр (DLR); Гормональные и иммунологические изменения у космонавтов во время и после космического полета - IMMUNO
  • Chronos Vision GmbH; Устройство отслеживания взгляда Chronos (C-ETD)
  • Kayser-Threde GmbH; Исследования в условиях невесомости: оборудование Kayser-Threde для исследования системы равновесия человека

Внешние ссылки [ править ]

  • Вестибулярная лаборатория, Charité Universitätsmedizin Berlin
  • ITU GazeGroup - Исследование отслеживания взгляда и взаимодействия взгляда
  • Открой глаза
  • [1] - трекер взгляда Haytham