Monitoraggio del movimento dell'occhio umano: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Questo progetto mira a catturare il movimento dell'occhio umano e mostra il suo movimento su una serie di luci a LED posizionate a forma di occhio. Questo tipo di progetto potrebbe potenzialmente avere molti usi nel campo della robotica e in particolare degli umanoidi. Ad esempio, una persona potrebbe proiettare i suoi occhi sulla faccia di un robot che interagisce con altri umani per qualsiasi scopo. Questo può dare a un robot un aspetto più realistico poiché gli occhi imitano il movimento degli occhi di qualcuno. Questo progetto prevede solo la visualizzazione di un occhio umano su un occhio a LED, quindi sono entusiasta di vedere quali altre idee hanno le persone per portare avanti questo progetto ulteriormente.

Forniture

1. Scheda Arduino Uno (assicurati di acquistare il cavo USB per la connessione al computer)

store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

2. Tagliere (non è necessario uno molto grande, facilita il collegamento dei fili)

www.pololu.com/product/351

3. Zaino Adafruit LiIon/LiPoly aggiuntivo per Pro Trinket/ItsyBitsy e batteria da 3,7 V

www.adafruit.com/product/2124

4. Striscia LED NeoPixel (acquista la bobina completa)

www.adafruit.com/product/1138?length=4

5. Sensore di riflettanza QTR-1A

www.pololu.com/product/2458

6. Confezione di cavi: maschio/maschio (facilita il collegamento dei componenti)

www.adafruit.com/product/759

7. Qualsiasi montatura per occhiali (occhiali da vista, occhiali da sole, ecc. Vedi le immagini per riferimento)

Passaggio 1: disposizione e cablaggio dei LED a forma di occhio

Sulla base delle immagini allegate a questo passaggio, cablare i LED nell'ordine mostrato. I LED possono essere appoggiati piatti su una superficie o fissati con del nastro adesivo su un oggetto sferico per rappresentare al meglio un vero bulbo oculare.

Passaggio 2: scrivi il codice Arduino e carica sulla scheda

Il file allegato per questo passaggio contiene tutto il codice necessario per visualizzare il movimento dell'occhio sui LED. Ci sono due librerie incluse nel codice e quelle possono essere trovate nei link Github sottostanti. Gioca con il codice e scopri quali altre fantastiche funzionalità possono essere impiantate. Una volta completato il codice, assicurati che venga compilato e quindi caricalo sulla scheda Arduino Uno.

QTRsensors.h:

Adafruit_NeoPixel.h:

Spiegazione del codice:

Quando l'iride si avvicina a un sensore, la luce riflessa diminuisce e il valore del sensore aumenta. Al contrario, quando l'iride si allontana, la luce riflessa aumenta e il valore del sensore del fotoriflettore diminuisce. Il movimento destro e sinistro della pupilla del bulbo oculare LED rileva l'aumento e la diminuzione di un valore del sensore e lo controlla. Quando lampeggia, entrambi i valori del sensore diminuiscono, quindi se i due valori del sensore diminuiscono contemporaneamente, le palpebre del bulbo oculare LED si abbassano.

Passaggio 3: collegare sensori/componenti

In base all'immagine allegata, collega ogni componente alla scheda Arduino Uno. Una breadboard può essere utilizzata per rendere le connessioni più semplici, ma non necessariamente necessarie. Funziona anche la saldatura dei fili ai componenti.

Passaggio 4: collegare sensori/cavi agli occhiali

I due sensori QTR - 1A sono posti ad una distanza di circa la larghezza dell'occhio su una delle lenti dell'occhiale. Questo è l'unico pezzo dell'attrezzatura che deve essere in quella posizione. Il resto può essere attaccato agli occhiali come desideri. Ricorda solo che i sensori devono essere posizionati sulla lente davanti all'occhio. Potrebbero essere necessari alcuni aggiustamenti di posizione minori in base a come le strutture facciali delle diverse persone si adattano agli occhiali.

Passaggio 5: presentazione video sul progetto

Questo è un video della mia presentazione del progetto alla mia classe di umanoidi alla Carnegie Mellon University. Nel video, discuto alcune delle ispirazioni e lo scopo del progetto. Inoltre, spiego i dettagli di come deve essere completato il progetto, oltre a spiegare una parte del codice Arduino. Mostro anche come dovrebbe essere il risultato finale del progetto verso la fine del video.

Passaggio 6: come migliorare i miei risultati

Se stai cercando una vera sfida, ti consiglio vivamente di prendere questo progetto e provare qualcosa di un po' diverso per migliorarlo/aggiungerlo. Questo progetto è un ottimo punto di partenza per idee progettuali più ambiziose e stimolanti. Per le persone interessate a portare questo progetto al livello successivo, ho pensato ad alcuni modi per farlo. Elencherò queste idee di seguito:

1. Duplica questo progetto sull'altra lente in modo che entrambi i bulbi oculari umani possano essere visualizzati su due serie di LED.

2. Aggiungere l'idea n. 1, ma poi trovare un modo per proiettare il movimento di una bocca sui LED.

3. Aggiungendo l'idea n. 2, ma poi scopri come proiettare su tutto il viso su una serie di LED (occhi, bocca, naso, sopracciglia)

4. Trova un'altra parte del corpo umano il cui movimento può essere rilevato e quindi visualizzato sui LED (movimento della mano, movimento del braccio, ecc.)