Alunos
- Breno Queiroz Lima - 211063069
- Milena Baruc Rodrigues Morais - 211062339
- Luis Eduardo Carneiro Miranda - 211063200
Microsoft Kinect Teardown
O Kinect é um sensor de movimentos desenvolvido pela Microsoft para o console Xbox 360, lançado em 2010.
O dispositivo foi um marco na indústria de jogos, permitindo interações sem controles físicos, através de reconhecimento de voz e movimentos. 1
Em 2011, a Microsoft lançou o SDK do Kinect para Windows 2, permitindo que desenvolvedores criassem aplicações para o dispositivo em outras áreas, como medicina e educação.
Descrição geral do produto
- Rastreamento de Movimentos: Utiliza câmeras RGB e sensores infravermelhos, para captar os movimentos dos usuários em 3D, permitindo interações em jogos.
- Reconhecimento Facial e de Voz: Identifica jogadores pelo rosto e executa comandos por voz, como iniciar ou pausar um jogo.
- Captura de Profundidade: Através do sensor infravermelho, distingue profundidade, permitindo uma experiência de realidade aumentada.
Aplicações
O Kinect foi amplamente utilizado em áreas além dos jogos:
- Educação: Experiências interativas de aprendizado em escolas e centros de treinamento.
- Medicina: Aplicado em reabilitação física para monitoramento de movimentos.
- Desenvolvimento de Software: Inspirou o desenvolvimento de softwares para rastreamento corporal e interações sem toque, sendo usado até mesmo em robótica e segurança.
Listagem de características
Sensores
- Quatro microfones.
- Câmera de imagem em cor (RGB) - 1280x960
- Câmera de imagem em profundidade - 640x480
- Projetor infravermelho
Atuadores
- Motor - O motor é responsável por ajustar a inclinação do sensor Kinect, permitindo que o dispositivo se adapte a diferentes ambientes.
SoC / IC
- Marvell AP102 - SoC com interface de controle de câmera
- PrimeseSense PS1080 - sistema multissensorial que sincroniza imagem de profundidade ao vivo, imagem colorida e streaming de áudio.
TAS1020B
Dispositivo de interface de periférico USB projetado para aplicações que requerem transmissão contínua de dados, como em alto-falantes digitais. Suportando até 12Mb/s de transferência de dados.
O TAS1020B utiliza um microcontrolador 8052 8-bit core com 8KB de memória ROM que contém um programa boot loader e bibliotecas comumente utilizadas em aplicações com USB. Além de 6010 bytes de program memory RAM e 256 bytes de internal memory RAM. Também possui duas portas GPIO, um DMA controller e uma interface I²C.
Memória RAM
EDE5108AJBG
- Densidade: 512 M bits DDR2 SDRAM
- Taxa de transferência: 800Mbps/667Mpbs(max)
- 1KB page size
Interfaces de comunicação
NEC uPD720114
Controlador de hub USB 2.0, componente essencial para gerenciar a comunicação entre um host e dispositivos conectados por meio de portas USB.
ADC
WM8737L
Conversor analógico-digital (ADC) estéreo de baixo consumo de energia, projetado especificamente para aplicações portáteis, como minidisc e gravadores de áudio/voz com memória.
Outros
A3906
Controlador PWM de motores de passo de baixa tensão, e motores DC simples e duplos. Provalvemente utilizado para controlar o motor do Kinect.
KXSD9
Acelerômetro de 3 eixos, provavelmente utilizado para detectar movimentos e orientação do dispositivo.
FDS8984
Melhora a eficiência geral dos conversores DC/DC que utilizam controladores PWM comutados, seja no modo síncrono ou convencional, seja no modo síncrono ou convencional.
AD8694
Amplificador de baixo custo, com saída rail-to-rail e alimentação única. As aplicações para esse amplificador incluem loops de controle de diodos laser, instrumentação portátil e alimentada por loop, amplificação de áudio para dispositivos portáteis e amplificadores de entrada e saída para ASICs.
Produtos similares
Artigos relacionados
Estudo utilizou o sistema Kinect para analisar a marcha de indivíduos saudáveis e de pacientes com AVC e doença de Parkinson (DP) e, explorou as relações com escalas clínicas de AVC ou DP para investigar parâmetros potenciais para a avaliação de pacientes, considerando a condição de suas doenças.
O estudo abaixo utiliza tecnologias de Biospeckle e o sensor Microsoft Kinect para avaliar o grau de maturação de tomates, correlacionando dados físico-químicos, como peso, pH, firmeza, ºBrix e acidez, com parâmetros extraídos das imagens capturadas, como Momento de Inércia (MI) e Atividade Dinâmica Variável (AVD). As análises foram realizadas com auxílio de softwares como Octave e Sisvar, permitindo diferenciar estatisticamente os estágios de maturação dos frutos. Os resultados demonstraram a eficácia do método na identificação das fases de maturação, mostrando potencial aplicação em sistemas embarcados para monitoramento automatizado em processos pós-colheita, como a seleção de frutos em linhas de processamento agrícola.
Avaliação de Amadurecimento de Tomates com a utilização do Biospeckle e sensor Kinect
Estudo fez a análise de qualidade relacionada ao RCP (Ressuscitação CardioPulmonar), no qual destaca o firmware (chamado "middleware") do kinnect que processa esses dados para identificar partes do corpo humano, articulações e movimentos, sendo importante para verificar se o movimento durante a compressão toráxica está de acordo com o nível de qualidade estabelecido como ideal em diversos cenários. Ao fornecer feedback em tempo real sobre a posição e o movimento do corpo, o Kinect auxilia na melhoria da eficácia das manobras de RCP em diversos cenários.
Motion detection technology as a tool for cardiopulmonary resuscitation (CPR) quality improvement
Touching the void: Exploring Virtual Objects through a Vibrotactile Glove
Artigo descreve uma solução simples e de baixo custo para criar um elemento de feedback háptico em um ambiente virtual. Para isso foi utilizado, uma luva com um conjunto de vibradores para fazer as simulações hápticas e um Kinect para fazer o tracking da mão do usuário no ambiente virtual desenvolvido.
Foram utilizados 14 vibradores de 9000rpm, e um Arduino MEGA 2560 para fazer o controle dos atuadores. Como mostra a imagem abaixo.
O sistema de tracking utiliza os dados obtidos pelo Kinect em algoritmos de ray-tracking para computar colisões. Os valores obtidos são utilizados para definir a intensidade dos vibradores.
A imagem abaixo mostra os resultados obtidos
Na primeira linha é mostrado os objetos modelados e abaixo o percurso realizado pela luva.
- O sistema possui uma resolução hápitica baixa. Os sensores são poucos além de grandes.
- Kinect não é muito preciso.
O resultados obtidos foram excelentes para um produto inicial, mas precisa de melhorias para se tornar um equipamento mais robusto.
Elias Giannopoulos, Ausias Pomes, Mel Slater, The International Journal of Virtual Reality, 2012 Touching the void: Exploring Virtual Objects through a Vibrotactile Glove
Referências
- Wikipedia
- TechTudo
- iFixit
- TAS1020B datasheet
- EDE5108AJBG datasheet
- NEC uPD720114 datasheet - Hub controller USB 2.0.
- WM8737L datasheet
- A3906 datasheet
- Acelerômetro KXSD9 datasheet
- FDS8984 datasheet
- AD8694 datasheet
- Intel RealSense
- Orbbec Astra
- Sony PlayStation Camera
- Leap Motion Controller
- ZED Stereo Camera
- Kinect-based gait analyses of patients with Parkinson's disease, patients with stroke with hemiplegia, and healthy adults