Informe Técnico de Residencia
Profesional
Myo Leap Motion Comparison for Bobcat
Julio Adolfo Pineda Torres
Héctor Octavio Arroyo Rubio
Ingeniería Mecatrónica
Índice
Contenido
Introducción... 3
Justificación ... 4
Objetivo general ... 5
Objetivos específicos ... 5
Identificación del Problema ... 6
Alcances: ... 6
Limitaciones: ... 6
Procedimiento y descripción de las actividades realizadas... 7
1.-Asignación de funciones utilizando el método SCRUM ... 7
2.-Inve sti gación. ... 7
3.-Tema de investigación sobre el proyecto. ... 7
4.-Ecuestas a los usuarios. ... 7
5.-Desarrollo de la tecnología LeapMotion. ... 8
6.- Desarrollo de la tecnología MYO. ... 8
7.-Propuestas para las soluciones ... 8
8.-Pruebas a los dispositivos (MYO y LeapMotion). ... 9
9.-Personalización de la interfaz... 9
10.-Desarrollo del prototipo ... 9
11.- Instrucciones de trabajo. ... 9
12.-Pruebas de aceptación. ... 10
13.-Presentación Final ... 10
Recomendaciones ... 13
Competencias aplicadas ... 14
Anexos ... 15
Introducción
El proyecto se desarrolló en la empresa Continental Automotive Guadalajara México, S.A de C.V, como parte del programa “Trend Antenna”
Continental AG es una empresa alemana con sede principal en Hanóver (Alemania). Es una de los principales fabricantes europeos de neumáticos y otras piezas para las industrias automotriz y de transporte, es el cuarto mayor fabricante de neumáticos en el mundo después de Bridgestone, Michelin y Goodyear.
Después de la adquisición de Siemens VDO, se ha convertido en uno de los 5 mejores proveedores del sector automotriz en el mundo.
Trend Antenna es un proyecto para detectar oportunidades de negocio en la industria, transformándolas en soluciones integrales e innovadoras, adaptables a mercados dinámicos.
Sus objetivos son:
o Generar: Generar conceptos, validar ideas innovadoras y retos, basados en necesidades y tendencias del mercado, en pasiones y pasatiempos de futuros compradores.
o Investigar: Investigación de tecnologías para dar soluciones a conceptos, ideas y retos.
o Prototipar: Comprobar la factibilidad técnica de los conceptos/ideas innovadoras a través del prototipado. o Validar: Validar el concepto de modelo de negocio y su
cadena de valor, para estas ideas innovadoras.
Justificación
Con el paso de los años los sistemas de entretenimiento han ido evolucionando dentro de los automóviles, llegando incluso a implementarse pantallas de gran tamaño con múltiples opciones y llamativas interfaces, lo cual puede llegar a ser peligroso considerando que el conductor del vehículo no debe apartar la vista del camino que está transitando, y el simple hecho de poner música, llamar a un contacto o cualquier acción se convierte en un factor de riesgo y esto es un problema actual que se pretende erradicar.
Se ha pretendido mejorar la interacción entre el conductor y la interfaz de control del estéreo, y con los años se ha modificado la forma en que se controla esta, ya que entre mas sencillo sea hacerlo, el conductor pierde menos tiempo apartando la vista del camino y con lo cual se puede evitar accidentes.
El consejo de seguridad nacional de los Estados Unidos estimo que el 21% de los accidentes ocurridos en el 2010 tenían que ver con conductores distraídos en el celular o en algún dispositivo de entretenimiento. Además un estudio del Centro de análisis de riesgos de salud pública en Harvard mencionó que el 80-90% de los conductores usa su celular o algún dispositivo electrónico al menos una vez cada que manejan un vehículo, siendo la causa número uno de accidentes en los Estados Unidos los conductores distraídos.
Objetivo general
Llevar a cabo la comparación de dos dispositivos de reconocimiento de gestos (Myo y Leap Motion) en situaciones controladas para poder evaluar cuál de estos se adaptaría mejor para el control de una interfaz multimedia dentro de un vehículo.
Objetivos específicos
Implementar una interfaz humano-máquina (HMI) que pueda ser controlada con ambos dispositivos de reconocimiento de gestos.
Disminuir distracciones al manejar un vehículo al poder controlar la interfaz de una manera fácil e intuitiva y sin necesidad de apartar la vista del camino.
Comparar los resultados de las diferentes pruebas entre ambos dispositivos.
Identificación del Problema
El problema principal que se enfrenta es el hecho de que las personas al ir manejando un vehículo quieren realizar tareas simultáneamente, ya sea algo sencillo como poner música, llamar a algún conocido o simplemente checar el GPS para seguir una ruta específica, hasta tareas complejas como escribir un mensaje en el celular o incluso ver un video, pero tareas relativamente sencillas pueden convertirse en un factor de riesgo si se toma en cuenta que el usuario que las está realizando se encuentra al mismo tiempo manejando un vehículo a gran velocidad, y el apartar la vista del camino aunque sea un solo segundo puede desembocar en una tragedia con pérdidas materiales e incluso humanas.
Basándose en esta situación se busca comparar dos dispositivos de reconocimiento de gestos, el Leap Motion, basado en reconocimiento mediante video, y el Myo, que es un dispositivo que usa sensores EMG para detectar señales eléctricas de los músculos y mediante estas poder detectar gestos específicos, y con los resultados poder evaluar cuál de estos dos dispositivos tiene mejores posibilidades de implementarse en un futuro para poder controlar una interfaz de estéreo de forma intuitiva y sencilla y por consecuencia evitar accidentes.
Alcances:
Dentro del proyecto se investigó los vehículos en el mercado que actualmente tienen implementado un sistema de reconocimiento de gestos y las opiniones que tiene el mercado respecto a estos.
Limitaciones:
Procedimiento y descripción de las actividades
realizadas.
1.-Asignación de funciones utilizando el método SCRUM
Se asignaron las tareas de cada uno de los integrantes del proyecto, en nuestro caso fuimos los makers o desarrolladores.
2.-Investigaci ón.
En la parte de investigación se realizo las siguientes tareas.
-Se buscó y analizo tecnologías tipo "gesture control" Específicamente tecnologías tipo "video based" y "wearables" para hacer una comparación general.
-Se analizó el comportamiento de las tecnologías “wearables” y “video based”.
-Busqueda de aplicaciones, API's, SDK’s y plataformas de desarrollo para el uso de tecnología “gesture control” enfocada principalmente en MYO y LeapMotion.
-Se buscaron los gestos disponibles para MYO y LeapMotion.
3.-Tema de investigación sobre el proyecto.
-Se conoció el trabajo de bobcat en la industria automotriz. -Se conoció y analizo la problemática.
-Se documentaron los análisis de la problemática y se discutió el enfoque principal del proyecto.
-Se elaboró una tabla con ventajas y desventajas de cada una de las tecnologías a utilizar (MYO y LeapMotion)
4.-Ecuestas a los usuarios.
-Se identificaron interacciones entre usuarios y la interfaz -Se identificaron las variables involucradas para el desarrollo de la interfaz.
5.-Desarrollo de la tecnología Leap Motion.
-Se buscaron e instalaron las API's y SKD disponibles para el uso de la tecnología Leap Motion.
-Se investigaron los requerimientos específicos para el uso del Leap Motion.
-Se desarrolló y se diseñó una arquitectura de sistema para la elaboración de la interfaz.
-Se realizaron pruebas básicas con la tecnología Leap Motion y se conoció el comportamiento de esta tecnología para el desarrollo de la interfaz.
6.- Desarrollo de la tecnología MYO.
-Se buscó y se instaló las API's y SDK disponibles para el uso de la tecnología MYO.
-Se investigó los requerimientos específicos para el uso del MYO.
-Se desarrolló y se diseñó una arquitectura de sistema para la elaboración de la interfaz.
- Se realizaron pruebas básicas con la tecnología MYO y se conoció el comportamiento de esta tecnología para el desarrollo de la interfaz.
7.-Propuestas para las soluciones
-Se documentó la problemática con artículos, datos y estadísticas para la identificación de posibles soluciones. -Se identificaron las características de los problemas.
-Se documentó por qué nuestro prototipo puede ayudar a resolver la problemática basado en la identificación del problema.
-Fue propuesto un diseño de la interfaz para una comunicación sencilla y eficaz entre humano y maquina (HMI).
8.-Pruebas a los dispositivos (MYO y Leap Motion).
-Fueron elaborados esquemas sobre el diseño y control de la interfaz.
-Se hicieron pruebas generales sobre el comportamiento de los gestos y aplicaciones elaboradas para el control de la interfaz.
9.-Personalización de la interfaz.
-Se diseñaron los iconos de la interfaz.
-Posteriormente se diseñaron los menús de la interfaz. -Se agregaron iconos a la interfaz.
-Fueron asignados los gestos que ejecutaran tareas específicas en la interfaz.
-Se escogieron sonidos de retroalimentación auditiva para cuando se ejecute un gesto.
10.-Desarrollo del prototipo
-Se elaboraron los códigos de identificación de gestos.
-Se procedió a elaborar los códigos para la ejecución de tareas en la interfaz.
-Se creó la interfaz con la implementación de los códigos. -Se hicieron pruebas y evaluaciones generales del control de la interfaz.
-Finalización el prototipo.
11.- Instrucciones de trabajo.
-Se creó una lista de instrucciones sobre el uso y configuración de los dispositivos (MYO y Leap Motion).
-Se mostró las especificaciones de los dispositivos (MYO y Leap Motion).
12.-Pruebas de aceptación.
-Se elaboraron pruebas con los dispositivos (MYO y Leap Motion) a personas aleatorias y sin conocimientos previos sobre el uso de esta tecnología.
-Se elaboraron tablas con los resultados obtenidos de las pruebas elaboradas.
-Se elaboraron estadísticas y graficas con los resultados de las pruebas de control de la interfaz realizadas a personas con los dispositivos (MYO y Leap Motion).
13.-Presentación Final
-Con los datos de las pruebas de adaptación se hizo un video que mostró la problemática y como el uso de tecnologías “gesture control” pueden resolver la problemáticas y se explicó los resultados obtenidos en las pruebas.
Resultados
Tras varias pruebas similares entre ambos dispositivos usando una interfaz programada expresamente para estas pruebas, se llegó a la conclusión de que el dispositivo “Myo” es mejor en prácticamente todos los aspectos por encima del “Leap Motion” ya que el segundo fallaba múltiples veces antes de poder detectar un gesto correctamente y el primero solía detectarlos de una forma sencilla e intuitiva sin esfuerzos, por lo que concluimos que para esta situación específica “Myo” trabajaría de una mejor manera y arrojaría mejores resultados que si se hiciera el mismo trabajo con el otro dispositivo.
.
0.669
0.789
0.708
0.796
0.6 0.7 0.8 0.9
Se
co
n
d
s
Time
MYO CS LEAP MOTION CS MYO RS LEAP MOTION RS
Conclusiones
El dispositivo Myo demostró ser mucho más capaz respecto al reconocimiento de gestos por encima del Leap Motion, ya que en todas las pruebas realizadas el Myo obtuvo una mejor calificación, ya sea en tiempo de respuesta, facilidad de detección de gestos y mínimo esfuerzo hecho por los usuarios para la realización de los gestos.
Además de la aceptación del “Myo” por parte de las personas durante las pruebas realizadas, donde la gente probó ambos dispositivos y dio sus opiniones acerca de la facilidad con la que se usaron y sus preferencias personales y el porqué, que al final de cuentas es la parte más importante, el mercado al que va dirigido.
El punto en contra más importante del Myo y en donde el Leap Motion tiene la delantera seria en el hecho que se debe usar el Myo en el brazo, mientras que el Leap Motion puede estar siempre en un punto específico del carro sin necesidad de que el usuario deba usar nada, por lo que es un punto importante a favor de los dispositivos de reconocimiento de gestos basados en video y uno en contra de los dispositivos que deben ser usados.
Recomendaciones
Un sistema de reconocimiento de gestos implementado en un vehículo tiene un futuro prometedor siempre y cuando cumpla con los requisitos que exige la gente, al mercado no le interesa un dispositivo que no funcione bien al primer intento ni que implique un nuevo adiestramiento para poder usarlo, por lo que si se pretende tener éxito en este ámbito debe implementarse un dispositivo similar al Leap Motion (que esté basado en reconocimiento de gestos mediante video) pero con una mejor respuesta y una mejor detección de gestos, ya que el Leap Motion falla mucho respecto a la detección de gestos, no detectándolos o detectándolos de una forma errónea, siendo algo tan sencillo y común como la luz del sol, o el salirse del rango de las cámaras (que no es muy amplio) suficiente para que el dispositivo falle en el reconocimiento.
Competencias aplicadas
En el transcurso y elaboración del proyecto de residencia profesional se aplicaron competencias que fueron adquiridas en el transcurso de la carrera de ingeniería Mecatrónica.
Competencias genéricas: 1.-Trabajo en equipo. 2.-Puntualidad.
3.-Toma de decisiones. 4.-Comunicación.
Competencias específicas:
Programación: El desarrollo de la interfaz se requirió esta competencia para la implementación de las API en el código para la manipulación de la interfaz. La interfaz fue desarrollada en Unity con programación basada en c#.
Idioma ingles: Para las reuniones, información y presentaciones fue necesario el dominio del idioma inglés.
Métodos de investigación: esta competencia fue requerida para la búsqueda de información, patentes, tecnologías y otro tipo de información adecuada que fuera útil para el desarrollo del proyecto.
Referencias
bibliográficas
y
virtuales.
Ceballos,Fco.javier (2012).Microsoft C# Curso de Programación 2.ª Edición. Editorial Alfaomega Ra-Ma Guía de programación en c#. https://msdn.microsoft.com/es-MX/library/67ef8sbd.aspx?f=255&MSPPError=-2147217396
Documentación e información oficial del Leap Motion https://www.leapmotion.com/
Anexos
Cronograma de actividades
Description Real Required
Time Real Start Date
Assigning roles using
SCRUM method 2 hrs 14/9/2015
Assign Project Manager 30 min. 14/9/2015
Assign Mak ers 1 hr 14/9/2015
Assign Designer 30 min. 14/9/2015
NA // //
NA // //
Research 48 hrs 15/9/2015
Research & Analysis of Gesture Control Tech
48 hrs 15/9/2015
Statistics & Functions 48 hrs 15/9/2015
Desing of Experiment 48 hrs 15/9/2015
Leap Motion
Leap Motion Tech & Apps 48 hrs 15/9/2015
Gestures 48 hrs 15/9/2015
Poster 72 hrs 20/9/2015
Brainstorming 2 hrs 20/9/2015
Attach information 4 hrs 20/9/2015
Development of exposure script
3 hrs 20/9/2015
Desing of poster 3 hrs 20/9/2015
Know Bobcat and HMI automotive industry
5 min 28/9/2015
Meet User 10 min 28/9/2015
Know problems 5 min 28/9/2015
// // //
// // //
PLF development 20 days 28/9/2015
Develop sheets 1-3 1 day 28/9/2015
Develop sheets 4-6 2 days 2/9/2015
Develop sheets 7-9 3 days 2/9/2015
Develop sheets 10-12 28/10/2015
Develop sheets 13-14 30/11/2015
User surveys 7 days 8/10/2015
Meet User 1 day 8/10/2015
Identify interactions between user & interface
1 day 9/10/2015
Identification of variables "Work Study"
3 days 10/10/2015
Localize important attributes
1 day 12/10/2015
Analyze statistics 3 days 13/10/2015
Leap Motion
Recognition 10 days 2/10/2015
Reserch API 2 days 2/10/2015
Requirements 1 day 4/10/2015
Desing phase 3 days 5/10/2015
Codification 4 days 7/10/2015
Unit testing 2 days 10/10/2015
Myo Recognition 9 days 12/10/2015
Codification 16/10/2015
Unit testing 19/10/2015
Proposed solutions 18 days 8/10/2015
Identify the problem story
5 days 08/10/2015
Identify the nature of the problem
3 days 13/10/2015
Identify characteristics of the problem
4 days 15/10/2015
Identify alternative solutions considered.
4 days 15/10/2015
The solution or the selected technique
8 days 18/10/2015
Unit test (Makers) 6 days 11/10/2015
Unit testing Leap Motion 3 days 11/10/2015
Unit testing MYO 20/10/2015
Customize HMI 4 days 20/10/2015
Interface graphics 3 20/10/2015
User experience 2 22/10/2015
Mak e interface 4 23/10/2015
NA
NA
Prototype Development
21 days 12/11/2015
Definition 12/11/2015
Building 13/11/2015
Working Instructions Development
4 days 27/11/2015
Personal instructions 27/11/2015
Specificatons 28/11/2015
How it work s 28/11/2015
NA
NA
Acceptance tests 27/11/2015
User requirements
System requirements
Use cases
Business processes
Risk analysis reports
Final Presentation 12 days 30/11/2015
Video 30/11/2015
Final presentation 30/11/2015
CD deliverable 7/12/2015
Prototype 7/12/2015
