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成大王振興教授用科技服務醫療 全身軌跡重建系統 極具商品開發價值        【台南訊】電影鋼鐵人飛天下地，打擊壞人力大無窮，電影的呈現神靈活現，背後的理論就是人體動作捕捉技術，成功大學王振興教授帶領的「創新數位內容研究中心」所開發的「模組化穿戴式慣性感測系統（俗稱全身軌跡重建系統）」，能感測全身軌跡，就如電影中呈現一般，精準度高、體積小、成本低，並且不受環境限制等特點，目前已運用於醫療復健、運動訓練及室內行人導航，極具商品開發價值。   王振興教授表示，微機電技術的發展，讓穿戴式載具微小化，可以更靈活配戴使用，成大創新數位內容研究中心的「模組化穿戴式慣性感測系統」，是全身軌跡重建，主要原理是將感測器佈建到身體的每一個部位，將有所有部位活動記錄下來，再透過後段演算法去重建活動，就像鋼鐵人一樣，在真實和虛擬之間整合，把人物原來的活動，建置到鋼鐵人動畫上。另外像電腦遊戲遊戲製作、軍事訓練、醫療復健、運動訓練、遠端監控等相關產業，也都大量使用。   一般常見的人體動作捕捉感測系統，大部分是利用視覺感測、磁力場感測或超音波感測技術，使用時必須在特定室內空間中方能完整地擷取與重建三維空間的動作，非但限制了使用者的動作種類、大小及自由度，亦大大地降低了其實用性。   為了改善上述缺失，成功大學王振興教授帶領的「創新數位內容研究中心」開發「模組化穿戴式慣性感測系統」，透過微控制器整合慣性感測晶片及通訊介面，結合自行研發的動作軌跡，重建演算法及互動虛擬實境應用軟體來加以進行人體建模並即時重建人體動作軌跡。   此微慣性感測模組，包含了微控制器、加速度計、陀螺儀及磁力計。身體感測網路是透過控制器區域網路(CAN-bus)進行人體各部位上各個微慣性感測電路模組之微慣性感測訊號整合，並可用以量測人體各部位在三維空間中運動所產生之加速度、角速度及磁場感測值。此即時人體動作重建系統，藉由配戴在軀幹上的主感測器以射頻無線傳輸的方式，將微慣性感測訊號傳送至電腦端，進行人體姿態估測。   為了降低微慣性感測器訊號的雜訊及飄移在姿態估測上所造成的姿態誤差，王振興教授研究團隊也發展基於四元數的非線性互補式濾波器來融合微慣性感測訊號，並且利用一球旋轉座標系統來描述三維空間關節的旋轉並有效地改善肩關節活動度的量測精準度。   王振興教授表示，相較於傳統的人體動作捕捉感測系統，這套全身感測器系統，具有高精準度、小體積、低成本及環境不設限在室內等特性。並且與多位醫師合作，廣泛應用在術後復健，配戴在身上藉以量測復健後的改善情形，再依據肢體改善配合用藥，讓治療更有效果；也應用在偏遠地區，或是長期復健的需求者，可以在居家環境中進行復健，醫師則在遠端觀察並且指導改進，讓復健之途更順暢更有效率；王振興教授也希望未來能和產業界合作，全面商品化，以造福更多使用者。