Rastreamento de movimento do olho humano: 6 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Este projeto visa capturar o movimento do olho humano, e exibe seu movimento em um conjunto de luzes LED que são colocadas na forma de um olho. Este tipo de projeto pode ter potencialmente muitos usos no campo da robótica e especificamente em humanóides. Por exemplo, uma pessoa pode projetar seus olhos no rosto de um robô que está interagindo com outros humanos para qualquer propósito. Isso pode dar a um robô uma aparência mais real, pois os olhos estão imitando o movimento real dos olhos de alguém. Este projeto envolve apenas a exibição de um olho humano em um olho de LED, por isso estou animado para ver que outras idéias as pessoas têm para avançar ainda mais neste projeto.

Suprimentos

1. Placa Arduino Uno (certifique-se de comprar um cabo USB para conectar ao computador)

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

2. Placa de ensaio (não precisa de uma muito grande; facilita a conexão dos fios)

www.pololu.com/product/351

3. Adafruit LiIon / LiPoly Backpack Add-On para bugigangas Pro / ItsyBitsy e bateria de 3,7 V

www.adafruit.com/product/2124

4. Fita LED NeoPixel (compre a bobina completa)

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

5. Sensor de refletância QTR-1A

www.pololu.com/product/2458

6. Pacote de fios: Macho / Macho (torna mais fácil conectar os componentes)

www.adafruit.com/product/759

7. Qualquer armação de óculos (óculos, óculos de sol, etc. Veja as fotos para referência)

Etapa 1: Dispor e conectar os LEDs no formato de olho

Com base nas imagens anexadas a esta etapa, conecte os LEDs na ordem mostrada. Os LEDs podem ser colocados em uma superfície plana ou presos com fita adesiva a um objeto esférico para melhor representar um globo ocular real.

Etapa 2: escrever o código do Arduino e fazer upload para a placa

O arquivo anexado para esta etapa contém todo o código necessário para exibir o movimento dos olhos nos LEDs. Existem duas bibliotecas incluídas no código e elas podem ser encontradas nos links do Github abaixo. Brinque com o código e veja quais outros recursos interessantes podem ser implantados. Depois que o código estiver completo, certifique-se de que ele seja compilado e, em seguida, carregue-o na placa Arduino Uno.

QTRsensors.h:

Adafruit_NeoPixel.h:

Explicação do código:

Quando a íris se aproxima de um sensor, a luz refletida diminui e o valor do sensor aumenta. Por outro lado, quando a íris se afasta, a luz refletida aumenta e o valor do sensor do foto refletor diminui. O movimento para a direita e para a esquerda da pupila do globo ocular de LED detecta o aumento e a diminuição de um valor do sensor e o controla. Ao piscar, os valores de ambos os sensores diminuem, portanto, se os valores dos dois sensores diminuem simultaneamente, as pálpebras do globo ocular de LED irão para baixo.

Etapa 3: conectar sensores / componentes

Com base na imagem anexada, conecte cada componente à placa Arduino Uno. Uma placa de ensaio pode ser usada para tornar as conexões mais simples, mas não necessariamente necessária. Soldar os fios aos componentes também funciona.

Etapa 4: conectar sensores / fios aos óculos

Os dois sensores QTR-1A são colocados a uma distância de aproximadamente a largura do olho em uma das lentes dos óculos. Essa é a única peça do equipamento que precisa estar naquele local. O resto pode ser colocado nos óculos como desejar. Lembre-se de que os sensores devem ser colocados na lente na frente do olho. Alguns pequenos ajustes posicionais podem ser necessários com base em como as estruturas faciais de diferentes pessoas se ajustam aos óculos.

Etapa 5: apresentação de vídeo no projeto

Este é um vídeo da minha apresentação do projeto para minha aula de Humanóides na Carnegie Mellon University. No vídeo, discuto um pouco da inspiração e do propósito do projeto. Além disso, explico os detalhes de como o projeto deve ser concluído, bem como uma parte do código do Arduino. Também mostro como deve ser o resultado final do projeto no final do vídeo.

Etapa 6: Como melhorar meus resultados

Se você está procurando um desafio real, eu recomendo fortemente pegar este projeto e tentar algo um pouco diferente para melhorar / adicionar a ele. Este projeto é um excelente ponto de partida para ideias de projetos mais ambiciosas e desafiadoras. Para as pessoas interessadas em levar este projeto para o próximo nível, pensei em algumas maneiras de fazer isso. Vou listar essas idéias abaixo:

1. Duplique este projeto na outra lente para que ambos os olhos humanos possam ser exibidos em dois conjuntos de LEDs.

2. Acrescentando a ideia nº 1, mas depois descubra uma maneira de projetar o movimento de uma boca nos LEDs.

3. Adicionando a ideia nº 2, mas depois descobrir como projetar todo o rosto em um conjunto de LEDs (olhos, boca, nariz, sobrancelhas)

4. Encontre outra parte do corpo humano cujo movimento possa ser detectado e, em seguida, exibido nos LEDs (movimento da mão, movimento do braço, etc.)