Phát Triển Ứng Dụng Phát Hiện Cú Ngã Dựa Trên Thuật Toán Phân Tích Tư Thế

• Tác giả: Nguyễn Văn Nhịnh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tấn Cầm
• Trường học: Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Phát Triển Ứng Dụng Phát Hiện Cú Ngã Dựa Trên Thuật Toán Phân Tích Tư Thế
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Ước lượng tư thế
• 2.2. Ước lượng tư thế trong bài toán phát hiện té ngã
• 2.3. Bộ dữ liệu té ngã
• 2.4. Lựa chọn bộ dữ liệu
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
• 3.1. Quy trình
• 3.2. Logic phát hiện té ngã
• 3.3. Phương pháp đánh giá
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ
• 4.1. Vai trò của mô hình ước lượng tư thế
• 4.2. Các trường hợp dự đoán sai
• 4.3. So sánh với nghiên cứu gốc
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Phát Triển Ứng Dụng Phát Hiện Cú Ngã

Phát hiện cú ngã là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, đặc biệt trong chăm sóc sức khỏe cho người cao tuổi. Sự gia tăng dân số già đang tạo ra nhu cầu cấp thiết cho các hệ thống phát hiện cú ngã hiệu quả. Ứng dụng công nghệ hiện đại như thuật toán phát hiện cú ngã giúp cải thiện độ chính xác và khả năng phản ứng nhanh chóng trong các tình huống khẩn cấp. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc phát triển ứng dụng dựa trên thuật toán phân tích tư thế.

1.1. Lý Do Cần Phát Triển Ứng Dụng Phát Hiện Cú Ngã

Té ngã là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong và thương tích nghiêm trọng cho người cao tuổi. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, mỗi năm có khoảng 684,000 ca tử vong do té ngã. Việc phát hiện sớm và chính xác cú ngã có thể giảm thiểu thiệt hại về sức khỏe và tài chính cho gia đình và xã hội.

1.2. Các Công Nghệ Hiện Có Trong Phát Hiện Cú Ngã

Hiện nay, có nhiều công nghệ được sử dụng để phát hiện cú ngã, bao gồm cảm biến đeo được, cảm biến thị giác và cảm biến môi trường. Trong đó, công nghệ cảm biến thị giác được ưa chuộng nhờ khả năng không xâm phạm và không bị giới hạn bởi pin.

II. Thách Thức Trong Phát Hiện Cú Ngã Hiện Nay

Mặc dù có nhiều tiến bộ trong lĩnh vực phát hiện cú ngã, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết. Các hệ thống hiện tại thường gặp khó khăn trong việc hoạt động hiệu quả trong điều kiện thực tế. Việc thiếu bộ dữ liệu chuẩn và khả năng phát hiện trong thời gian thực là những vấn đề lớn.

2.1. Thiếu Bộ Dữ Liệu Chuẩn

Hiện tại, chưa có bộ dữ liệu cú ngã chuẩn nào bao gồm dữ liệu từ đời thực để làm khung tham chiếu cho việc đánh giá hệ thống. Điều này gây khó khăn trong việc phát triển và kiểm tra các mô hình phát hiện cú ngã.

2.2. Khó Khăn Trong Điều Kiện Thực Tế

Nhiều hệ thống phát hiện cú ngã không hoạt động hiệu quả trong điều kiện thực tế, đặc biệt là trong môi trường có ánh sáng yếu hoặc khi người dùng mặc trang phục không phù hợp. Điều này làm giảm độ chính xác của các mô hình hiện tại.

III. Phương Pháp Phát Triển Ứng Dụng Phát Hiện Cú Ngã

Nghiên cứu này áp dụng hai mô hình OpenPose và MoveNet để phát triển ứng dụng phát hiện cú ngã. Cả hai mô hình đều có khả năng hoạt động trong thời gian thực và đạt độ chính xác cao. Việc so sánh hiệu suất của hai mô hình này sẽ giúp xác định mô hình tối ưu cho ứng dụng.

3.1. Mô Hình OpenPose

OpenPose là mô hình ước lượng tư thế 2D mã nguồn mở, hoạt động trong thời gian thực. Mô hình này sử dụng Part Affinity Fields để xác định liên kết giữa các bộ phận cơ thể, giúp phát hiện cú ngã một cách chính xác.

3.2. Mô Hình MoveNet

MoveNet là mô hình mới nhất của TensorFlow, được thiết kế để hoạt động nhanh và hiệu quả. Mô hình này có khả năng phát hiện tư thế người trong thời gian thực với độ chính xác cao, phù hợp cho ứng dụng phát hiện cú ngã.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Phát Hiện Cú Ngã

Hệ thống phát hiện cú ngã có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ chăm sóc sức khỏe tại nhà đến các cơ sở y tế. Việc sử dụng công nghệ này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe cho người cao tuổi mà còn giảm thiểu gánh nặng cho gia đình và xã hội.

4.1. Ứng Dụng Trong Chăm Sóc Tại Nhà

Hệ thống phát hiện cú ngã có thể được tích hợp vào các thiết bị thông minh trong nhà, giúp giám sát sức khỏe của người cao tuổi một cách hiệu quả. Khi phát hiện cú ngã, hệ thống sẽ tự động thông báo cho người thân hoặc dịch vụ y tế.

4.2. Ứng Dụng Trong Cơ Sở Y Tế

Trong các cơ sở y tế, hệ thống phát hiện cú ngã có thể được sử dụng để giám sát bệnh nhân, đặc biệt là những người có nguy cơ cao. Điều này giúp nhân viên y tế phản ứng nhanh chóng trong các tình huống khẩn cấp.

V. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Tương Lai

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc phát triển ứng dụng phát hiện cú ngã dựa trên thuật toán phân tích tư thế là khả thi và có nhiều tiềm năng. Tuy nhiên, cần tiếp tục cải thiện độ chính xác và khả năng hoạt động trong điều kiện thực tế. Hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm việc tích hợp thêm các công nghệ mới và mở rộng bộ dữ liệu.

5.1. Cải Thiện Độ Chính Xác

Để nâng cao độ chính xác của hệ thống, cần nghiên cứu và phát triển các thuật toán mới, cũng như cải thiện quy trình xử lý dữ liệu. Việc sử dụng các mô hình học sâu tiên tiến có thể giúp đạt được mục tiêu này.

5.2. Mở Rộng Bộ Dữ Liệu

Mở rộng bộ dữ liệu cú ngã chuẩn sẽ giúp cải thiện khả năng tổng quát của các mô hình. Việc thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau sẽ giúp hệ thống hoạt động hiệu quả hơn trong các tình huống thực tế.