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你在看什麼?自製眼球追蹤器,追尋殘疾者的視線與需求

你聽過眼球追蹤(Eye-tracking)技術嗎?手機上的畫面只要你移開視線就暫停,或是看著筆電中的圖示就能移動方向(延伸閱讀:只靠雙眼打電動?),這些都結合了動眼技術。眼球追蹤技術原是因應醫療用途而生,其靈感是來自於醫療使用的字母版(Informative Pointing),主要是為了服務無法開口或行動不便的病人。現在,兩位來自德國的學生利用這項技術自製眼球追蹤器,讓殘疾者能夠以更直覺的方式操控輪椅。

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他們將安全眼鏡的鏡框,搭載上攝影鏡頭和表面黏著型 LED 燈(SMD-LED),自製成眼睛追蹤器。並使用類似 Raspberry Pi 但追蹤速度更快的 Odroid U3 單板電腦,處理眼睛選定的指令。編程方面則選用易於上手的 Python 程式語言,並調用 openCV 庫(開源電腦視覺資料庫),進行圖像處理。

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他們改變眼睛追蹤器的鏡頭濾鏡,使之只能過濾 LED 燈所發出的紅外線,當 LED 燈照亮使用者的眼球後,利用角膜反射原理,鏡頭便能利用瞳孔中心和反射光點的位置確定視線方向。視線落到了相對應的區域後,並能以「前、後、左、右」四個指令來控制輪椅。

決定了構想和原理後,他們利用機器平台來模擬輪椅,且為了確保輪椅不會因為單純的眼球運動而移動,還設置了「開關」來驗證指令,指令需要加上舌頭或臉頰肌肉的動作才能生效。

目前他們的作品已經贏得了德國自然科學競賽( German Science Fair) 的當地賽,為了要進軍區域賽,他們買了一台二手的輪椅來實踐他們的構想。利用 3D 列印補強原有裝置,並測試碰撞偵測系統,要讓輪椅使用起來更加安全。除此之外,他們還將軟體和 3D 列印等相關檔案都公布在網站上,讓任何人都能下載’、修改和使用,以開源的方式讓更多人能夠將眼球追蹤技術應用在不同的需求上。

參考資料:

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leettlepon

現為vMaker執行編輯,愛玩愛吃愛科學,豢養倉鼠狂熱者,剛踏進Maker的世界並自得其樂,自信傑作是讓樂高機器人無限自轉。

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