客观日本

东京大学开发出骨骼和肌肉动作自动分析技术,计划用于体育运动和医疗领域

2022年04月11日 生物医药

东京大学的高级研究员中村仁彦等人组成的研究团队开发出了可根据多台相机的影像,将骨骼和肌肉的动作自动数字化并进行分析的技术。骨骼和肌肉的动作能以图形和三维动画的方式进行确认。该系统建立在云端。分析的数据有望用于体育训练以及为患者的康复训练提供支援等。计划通过新成立的初创企业推进实用化。

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可根据多台相机拍摄的影像自动分析人的骨骼和肌肉动作(供图:东京大学)

新开发的系统从输入视频影像到以图形和三维动画的方式生成分析结果的过程全部可以自动执行。首先利用多台每秒拍摄次数较多的工业相机拍摄捕捉人的动作。然后由人工智能(AI)根据影像推断骨骼的动作,在此基础上计算出作用于关节的力量。最后对肌肉活动进行分析。

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分析结果能以图形和三维动画的方式确认(供图:东京大学)

分析结果可以通过个人电脑、智能手机或头戴式显示器等查看。还具有将分析的骨骼和肌肉动作作为数据库保存的功能,并能通过指定条件来调用数据。中村高级研究员表示:“(以体育运动为例)将来希望能参考数据库,与自己之前的动作进行比较,或者确认与目标运动员之间的差距。”

研究团队还改良了推断骨骼动作的AI。因为“通用AI很难识别运动员的特殊动作和姿势”(中村高级研究员)。此次与实际的运动员合作,测量其动作并创建了学习数据。通过让AI追加学习,使其能够识别运动员的动作。

新技术预计会应用于体育运动和医疗现场。如果能通过相机的影像将人的骨骼和肌肉动作轻松数字化,就可以根据数据制定个性化的训练方案。另外,预计还可以导入医疗设备,用来评估康复训练的效果或者提供适当的建议。

到目前为止。研究团队已分别开发了不同的基础技术。为了分析新的人体动作,要依次使用不同的软件,并根据需要进行随时手动修改并分析。“从开始测量到获得分析结果大约需要2周时间”(中村高级研究员)。因此需要统一各软件的规格等,以轻松分析人体动作。

东京大学的校办初创企业计划实现该服务的商用化。中村高级研究员表示:“公司刚刚成立,具体内容尚未决定。我们希望通过与投资者等进行协商确定服务的轮廓,并尽快将其投入实际使用。”

日文:张耀宇、《日经产业新闻》,2022/03/23
中文:JST客观日本编辑部