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    中學生用 MR 設計義肢配套方案(下)

    kaWing
    kaWing
    從事科技教育報導逾十年,見證香港電子學習及STEM的興起和轉變,近期關注AI及特殊教育。

    蘋果公佈多項更新 iOS 14.0.1 watchOS 7.0.1 iPadOS 14.0.1

    蘋果 915 發表會為旗下的智能流動設備推出多項軟件更新,而當中最受觸目的是 iOS 14 。惟不足 24 小時,陸續爆出多項問題,部份甚至直接與手機操控相闗,包括 iPhone 7 未能使用相機功能、 Wi-Fi 連線失敗等。今日蘋果公佈三項更新,分別是 iOS 14.0.1、watchOS 7.0.1 和 iPadOS 14.0.1 。

    iOS 14 手遊玩家小心! FGO ‧ Pokemon Go 建議暫緩更新

    昨日我們已報導日本及台灣地區非常受歡迎的手機遊戲 《動物森友會 口袋露營廣場》未支援 iOS 14 ,今日升級的災情持續爆發,《 Fate/Grand Order 》、《 Pokemon Go 》同樣有類似公佈之餘,台灣電動車開發商 Gogoro 更建議用家帶智慧鑰匙或 NFC 卡片以作備用。重要的是 Twitter 上有開發者提醒同行要注意是否有同類事情發生。

    結合生活地圖 Facebook x Ray-Ban 智能眼鏡明年推出

    Google 在 2014 年公佈第一代智能眼鏡後,至今有很多不同類型的智能產品相繼推出, Google 之外有著重社交趣味的 Snap Spectacles 3 、專攻運動的 Solos Smart Glasses 等。去年 Facebook 宣佈與 Ray-Ban 合作推出智能眼鏡,今日 Facebook 就向大家報告一下開發進度。

    用科技解困

    同學們遂於網上搜集更多資訊,設計出名為「Prosthetiki Plus(義肢裝配易-服務增值方案)」,方案分為兩部分。其一是利用立體掃描準確量度用家的手,以製作適當大小的義肢。其二是使用模擬義肢學習操控,他們運用 MR 技術設計模擬部分,讓使用者能早日熟悉操作方法。
    參與此計劃的同學們盡量運用 Open Source 資源及巿場現有資源,以便減低開發時間及成本,但由於計劃新穎,設計途中遇到不少問題。
    以立體掃描的部分而言,原來只能取得「手」的「比例」數值,他們為了解決問題,甚至直接與軟件製造商溝通,得知此部分仍在發展中。雖然準確的三維數值暫時仍未能取得,但與老師商討後,一致認為此部分技術層面於可見將來必然會解決,因此他們致力於設計第二部分。
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    為了讓義肢貼近每位用家手形,同學們構思是利用巿場上的立體掃描技術,量度用家手部真正尺寸。
    為了讓義肢貼近每位用家手形,同學們構思是利用巿場上的立體掃描技術,量度用家手部真正尺寸。

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    為了讓義肢貼近每位用家手形,同學們構思是利用巿場上的立體掃描技術,量度用家手部真正尺寸。
    為了讓義肢貼近每位用家手形,同學們構思是利用巿場上的立體掃描技術,量度用家手部真正尺寸。

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    第二部分涉及較多, 用家只要攜帶 Hololens 後, 經由 Prosthetiki Plus 設計圖像辨識技術,就可看到日後的「模擬義肢」,從而預先作義肢訓練操作及物理治療等練習。曾老師表示此設計概念是由學生設計及創作,新穎實用,已有本港醫療機構向他們接洽,期望日後有進一步合作。
    經由 Hololens 及肌肉感應器,製作 MR 程式,用家可由此掌握義肢應用,也適合用作物理治療。
    經由 Hololens 及肌肉感應器,製作 MR 程式,用家可由此掌握義肢應用,也適合用作物理治療。

    義肢組裝送暖

    Prosthetiki Plus 的設計獲得「我是發明家年度大獎2016」中學組冠軍,並獲得三萬元現金獎。師生學們商議莫忘初衷捐出一半獎金於校內舉辦「妙手救西非 共融創新機」3D 打印義肢組裝大行動,並邀請同區小學生及家庭合力組裝約 50 隻立體義肢手,分別送至西非及供本港家庭使用。

    Prosthetiki Plus 技術講解

    負責技術開發的歐學誌表示,最初構思十分直接和簡單,他以為用 Hololens 經實線連接肌肉感應器,並交由 Hololens直接獲取肌肉感應器數據即可。然而,實際製作時才發現技術上困難重重,他表示 Hololens 實在太新,香港方面沒有支援,一切查詢要直接與外國連繫。然後是得知兩者沒有方法直接連線,遂開始更改構思,通過無線傳送數據。

    歐學誌是負責義肢計劃裡的程式設計,他表示面對困難時,就會從網絡和老師討論,從中尋找解決方法。
    歐學誌是負責義肢計劃裡的程式設計,他表示面對困難時,就會從網絡和老師討論,從中尋找解決方法。

    不過,問題再一次出現,就算運用無線,兩者數據仍然無法直達互通。幾經資料搜集和試驗,肌肉感應器可運用 Python 取出數據並傳送至 Raspberry Pi,然後連接 C# 讀取於 Unity 的圖像識別,然後在 Hololens 上的 Windows 10 執行,目前他成功設計出能執行的程式,惟仍需各項微調。

    程式概念

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    Step 1: 於Unity匯入所需的識別圖片。
    Step 1: 於Unity匯入所需的識別圖片。

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    Step 2: 上傳模擬義肢立體圖,並加入預設數據與圖片連結,日後回傳肌肉數據時,就可顯示模擬操作。
    Step 2: 上傳模擬義肢立體圖,並加入預設數據與圖片連結,日後回傳肌肉數據時,就可顯示模擬操作。

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    Step 3: 數據經由C#編譯,並上傳至Raspberry Pi。
    Step 3: 數據經由C#編譯,並上傳至Raspberry Pi。

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    Step 4: 最後,當用家操作肌肉反應器時,數據會回傳至 Raspberry Pi,並透過 Hololens 顯示。
    Step 4: 最後,當用家操作肌肉反應器時,數據會回傳至
    Raspberry Pi,並透過
    Hololens 顯示。

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    以筆者經驗所及,此流程設計不算簡單,幸好是採訪時遇上同學要修改程式,因而有機會逐步瞭解當中細節。事實上,採訪時,於旁邊的司徒華生老師也表示學生的發展能力遠遠超出預期,更多時老師只是參與討論中的引領部分,由於技術領域大,老師也不一定認識其中,細節掌握發揮只能憑學生的個人能力。至此,相信大家也可以預見,能予以學生適當的發展空間,為香港培育出更多優秀的人才會是指日可待。

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