Laboratoř se specializuje na pokročilé technologie 3D snímání a analýzy pohybu v reálném čase s širokým spektrem aplikací:
Digitalizace reálného pohybu a integrace do virtuálních prostředí (VR, AR, XR): Zaměřujeme se na převod skutečného pohybu do virtuálních světů s okamžitou zpětnou vazbou, což umožňuje realistickou interakci a další zpracování dat.
Výzkum v oblasti bezpečnosti a obrany: Vyvíjíme technologie pro monitorování a analýzu pohybu s cílem zvýšit bezpečnostní standardy a efektivitu obranných systémů.
Ergonomie a pohybová ekonomie: Analyzujeme pohybové vzorce pro optimalizaci pracovních procesů, zlepšení ergonomie a zvýšení efektivity v průmyslových a logistických odvětvích.
Řízení pohybu robotů, dronů a specializovaných zařízení: Implementujeme real-time analýzu pro přesné řízení a koordinaci robotických systémů a mechanizmů, včetně těch pracujících pod zátěží.
Laboratoř slouží jako platforma pro spolupráci s průmyslovými partnery, státními institucemi, akademickou sférou a podporuje výuku a realizaci studentských závěrečných prací.
Kontaktní osoby: Ing. Jan Vavruška, Ph.D., Ing. Miroslav Vavroušek, Ph.D.
Klíčová slova CZ: analýza pohybu, virtuální realita, VR, rozšířená realita, AR, snímání pohybu, zaznamenání pohybu, skenování, automatizace
Klíčová slova EN: motion analysis, virtual reality, VR, augmented reality, AR, motion tracking, motion recording, scaning, automatization
Laboratoř analýzy pohybu se nachází v budově "T" Technické univerzity v Liberci,
ul. Třebízského 1244, Liberec, GPS 50.77449, 15.08185, Mapa
Budova T (laboratoř v rámečku, hl. vchod žlutá šipka, východ bílá)
Hlavní aktivity souvisejí se záznamem a analýzou pohybu. K dispozici je technické vybavení laboratoře využívající tzv. motion capture nástroje. Součástí vybavení laboratoře jsou profesionální optické technologie VFX Vicon doplněné o levnější sledovací systémy. Dále profesionální inerciální systémy: rukavice Cobra gloves a oblek Synertial suit využívané i v laboratořích NASA. Jsme schopni zaznamenat prostorový pohyb objektu formou trajektorie. Získané trajektorie je možné následně počítačově zpracovávat a podrobit požadované inspekci nebo editaci.
Optický systém VICON Tracker 3.X - kalibrace
Vicon optický MOCAP - rigid body tracking, 11x kamera Vero 2.0;
Vicon Lock studie - prvek pro synchronizaci s trekovaným externím systémem;
Synertial Suit MS-4900 - inerciální MOCAP oblek se 17 sdruženými senzory;
Cobra Goves - pár inerciálních MOCAP rukavic 2x 16 Sensorů (i jako rozšíření obleku);
HTC VIVE 1 VR Head-set + 6x HTC Tracker - pro Hybridní MOCAP;
HTC VIVE Cosmos VR Head-set - s WiFi modulem;
HTC VIVE Focus 3 VR Head-set - standalone VR;
META Quest 3 VR Head-set - standalone VR;
Trimble CX - terestrický laserový 3D skener; digitalizace výrobních hal, strojů, budov;
OpenCV AL KIT, OAK-D - prostorová AI 4K kamera schopná provozovat pokročilé neuronové sítě na úrovni čipu s možností určení hloubky pomocí dalších integrovaných stereokamer.
Vicon Tracker 3.X SW a Synetrial SynDush a SynShow SW - pro záznam a stream výstupů z MOCAP systému s vazbou na MATLAB, Unity, Unreal a Siemens Tecnomatix PLM, pro zpracování dat nebo pro tvorbu animací a prostředí VR.
Jednou z našich aktivit v laboratoři je vývoj kyber-fyzikálních systémů (CPS), včetně digitálních modelů, simulačních modelů a digitálních stínů s využitím IoT, až po digitální dvojčata. Pracujeme s virtuální, augmentovanou a mixovanou realitou, abychom inovovali naše technologie a přístupy.
V naší laboratoři chceme rozšířit naše aktivity na koordinaci autonomních mobilních robotů (AMR) a automaticky řízených vozidel (AGV) či dronů (UAV) v logistice, a to v kombinovaném provozu s lidskými operátory a výrobními pracovníky. Prostřednictvím simulačních studií chceme najít a ověřit vhodné přístupy pro efektivní spolupráci těchto systémů. Naše zkušenosti z řízení provozu ve výrobních halách plánujeme využít i pro budoucí řízení autonomních vozidel v městských oblastech, čímž přispějeme k rozvoji inteligentní a bezpečné městské mobility.
Pro nastavení dynamiky systému člověk-robot během exoskeletální asistované lokomoce (EAL) lze snímat pohyb a získát další poznatky o interakci člověk-robot během EAL. Cílem je mobilita a kvalita života na úrovni zdravých vrstevníků. Exoskeletony umožňují snížení fyzické zátěže pracovníků, pomáhají hasičům, policii a obranným složkám zvýšit sílu a vytrvalost, snížit riziko zranění, zlepšit efektivitu a bezpečnost, a podpořit dlouhodobý výkon.
Jednou z aktivit v laboratoři je tvorba elektronických (VR) vzdělávacích a interaktivních materiálů, což umožní efektivně předávat informace a instrukce prostřednictvím vizuálně atraktivních aktivit. Zatím neprovádíme zpracování prezentací produktů, které umožní interaktivní prohlížení a interakci s produkty ve virtuálním prostředíprezentací produktů, které umožní interaktivní prohlížení a interakci s produkty ve virtuálním prostředí.
Asistované údržby či servisu zařízení zákazníkem za podpory XR či vzdáleného odborníka dodavatele;podpora v oblasti vývoje protetických pomůcek a exoskeletonů, v oblasti gest rukou a těla, znakování či prezentačních dovednost, analýzy techniky pohybů u sportovců, nebo v populaci seniorů, posuzování výsledků cvičení v rámci rehabilitací či při diagnostice v medicíně;
Výše zmiňované aktivity a zkušenosti z oblasti průmyslového inženýrství a motion capture nabízíme a využíváme pro
smluvní výzkum a spolupráce s průmyslem v oblasti MOCAP, ergonomie a virtuální reality
řešení vědeckých a výzkumných projektů v oblasti digitalizace pohybu a XR
výuka na TUL – zapojení do studijních programů
Inercialní oblek Synertial MS-4900, Tecnomatix PSH
Možnost realizace stáží a praxí
Možnost zpracování závěrečných prací (maturitních, bakalářských, diplomových, dizertačních)
Možnost další spolupráce se subjekty i mimo TUL
O laboratoři v tisku
Aplikovana ergonomie 2019, Sborník konference
Studentská vědecká konference 2022, Ergonomie a moderní životní styl
Anifilm - zdroj pohybu Miroslav Vavroušek
Zejmon - BP zpracovaná v laboratoři analýzy pohybu
Těžké postižení bederní páteře od 2023 zařazeno jako NzP
Nejen o laboratoři ale o XR technologiích v HN
Laboratoř analýzy pohybu na webu FS TUL
Vybrané projekty zaměřené na vzdělávání
POKROK.digital (vyuková hra, web)
AVG Power (vyuková hra, web)
FTController (Fyzický model výrobní linky, web)
Crane Master (VR školení pro jeřáb, web)
Rover Perseverance (digitalní model, web)
Project Fischer (digitalní model, web)
RealLoc (demostrační projekt, web)
MoCapViz(Ergonomická analýza RULA pro MOCAP, web)