Applied Intelligent Systems Laboratory (AIS-Lab)

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Tito Bartoli
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1 BergamoScienza 2007 Applied Intelligent Systems Laboratory (AIS-Lab) Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano 1/18 AIS-Lab: aree di ricerca Motion capture & computer vision Scanning 3D Analisi del movimento umano Realtà virtuale Apprendimento automatico da dati e modelli Analisi fattori cognitivi Robotica Imaging medico 2/18 1

2 Motion capture & computer vision Sviluppiamo procedure innovative per la calibrazione di videocamere Calibrazione mediante zooming per augmented reality. Calibrazione mediante wand. 3/18 Motion capture & computer vision Dati di motion capture dopo il tracking. Creiamo algoritmi per il tracking dei dati di motion capture 4/18 2

Motion capture & computer vision Progettiamo algoritmi per

ottici e studiamo la possibilità di usare nuovi sensori

motion capture accurati e poco costosi Algoritmo di circle

dell AIS-Lab. (a destra). Microaccelerometro.

algoritmi per il collage di immagini, riducendole ad una

3 Motion capture & computer vision Progettiamo algoritmi per migliorare l accuratezza dei sistemi di motion capture ottici e studiamo la possibilità di usare nuovi sensori (microaccelerometri) per la costruzione di sistemi di motion capture accurati e poco costosi Algoritmo di circle fitting: approccio tradizionale (a sinistra) e soluzione dell AIS-Lab. (a destra). Microaccelerometro. 5/18 Motion capture & computer vision Implementiamo algoritmi per il collage di immagini, riducendole ad una prospettiva comune, e algoritmi per il morphing. Collage di due immagini panoramiche. Morphing. 6/18 3

Scanning 3D Costruiamo sistemi per la scansione di oggetti

di scansione tridimensionale. Superfici ricostruite.

ricostruzione per ottenere risultati accurati in tempo

4 Scanning 3D Costruiamo sistemi per la scansione di oggetti e algoritmi per la ricostruzione delle superfici Sistema di scansione tridimensionale. Superfici ricostruite. 7/18 Scanning 3D E ottimizziamo gli algoritmi di ricostruzione per ottenere risultati accurati in tempo reale. Punti tridimensionali. Ricostruzione a vari livelli di dettaglio. 8/18 4

Analisi del movimento umano Tramite i sistemi di motion capture studiamo le strategie motorie adottate

eretta, per mezzo di reti neurali artificiali e manichini virtuali.

5 Analisi del movimento umano Tramite i sistemi di motion capture studiamo le strategie motorie adottate dagli atleti durante la loro attività... Analisi del movimento: salto in alto. Analisi del movimento: arrampicata. 9/18 Analisi del movimento umano Studiamo in che modo il sistema nervoso centrale mantiene la postura eretta, per mezzo di reti neurali artificiali e manichini virtuali. Addestramento della rete neurale artificiale. Durante l addestramento, il manichino impara a mantenere la postura eretta Critic Failure (R) a(t) a&(t) Feedback controller (delay) r(t) n(t) Muscle model & a&(t) Dynamical body model 10/18 5

Realtà virtuale Mediante un sistema di micro motion capture possiamo

un manichino, e costruire un sistema virtuale per il training dei giovani

.. Sistema di micro motion capture per la simulazione di interventi

11/18 Realtà virtuale In un mondo virtuale, possiamo animare un volto per

6 Realtà virtuale Mediante un sistema di micro motion capture possiamo ricostruire il movimento di un paio strumenti chirurgici operanti su di un manichino, e costruire un sistema virtuale per il training dei giovani chirurghi... Sistema di micro motion capture per la simulazione di interventi chirurgici. Simulazione di intervento. 11/18 Realtà virtuale In un mondo virtuale, possiamo animare un volto per rappresentare diverse emozioni, o ricostruire la storia geologica della valle del Vajont. Simulazione di emozioni. Ricostruzione della storia geologica della valle del Vajont. 12/18 6

Apprendimento automatico da dati e modelli Costruiamo degli agenti intelligenti che, imparando dagli

materiale estruso ad alta velocità. Difetti sul materiale: fili. Difetti sul materiale: insetti.

reali e virtuali, analizzando le differenze di risposta; implementiamo algoritmi che simulano l

7 Apprendimento automatico da dati e modelli Costruiamo degli agenti intelligenti che, imparando dagli esempi, sono in grado di riconoscere e classificare in maniera esatta i difetti presenti su un nastro di materiale estruso ad alta velocità. Difetti sul materiale: fili. Difetti sul materiale: insetti. 13/18 Analisi fattori cognitivi Analizziamo le zone di attivazione del cervello in presenza di stimoli reali e virtuali, analizzando le differenze di risposta; implementiamo algoritmi che simulano l interazione emotiva tra uomo e robot. Rappresentazione virtuale di un movimento reale. Interazione emotiva uomo robot. 14/18 7

15/18 Imaging medico Risolviamo problemi di ottimizzazione del contrasto, correzione dell esposizione, esaltazione dei particolari

8 Robotica Costruiamo robot capaci di interagire con il mondo circostante grazie a sofisticati meccanismi di visione. La pinza del braccio robotico realizzato presso l AIS-Lab. Robot portiere. 15/18 Imaging medico Risolviamo problemi di ottimizzazione del contrasto, correzione dell esposizione, esaltazione dei particolari anatomici in radiografia dentale, permettendo di sfruttare appieno i vantaggi della tecnologia digitale Esaltazione di particolari anatomici ossei. Correzione dell esposizione in radiografia panoramica. 16/18 8

Imaging medico Lavoriamo per automatizzare il lavoro di cattura ed elaborazione delle radiografie in ambito dentale, sviluppando algoritimi di image processing e procedure per il posizionamento

9 Imaging medico Lavoriamo per automatizzare il lavoro di cattura ed elaborazione delle radiografie in ambito dentale, sviluppando algoritimi di image processing e procedure per il posizionamento assistito del paziente. Posizionamento a calcolo taglia paziente assistiti dal calcolatore. Esaltazione automatica del contrasto in radiografia endoorale. 17/18 AIS Lab Dip. Scienze BergamoScienza dell Informazione Università 2007degli Studi di Milano Analisi del movimento in montagna Evento organizzato da: AIS-Lab. (Dip. Scienze dell Informazione, Università degli Studi di Milano, I. Frosio, N. A. Borghese) CAI Bergamo In collaborazione con: CeBiSM (F. Schena) Università degli Studi di Padova, Dip. Ing. Meccanica (N. Petrone) 12 Ottobre, ore 20:30 Palamonti, Bergamo Workshop: Analisi del movimento in montagna 18/18 9

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