Svolta tecnologica: il Kinect

Indice

1 Introduzione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

1.1 Come funziona. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2 Perché cambierà il mondo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.3 Un cervello che vede, sente e... si muove!. . . . . . . . . . . . . . . 4

2 Kinect, la tecnologia messa a nudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2.2 Prime Sense PS1080-A2, una mente programmata . . . . . . . . 6

2.3 OpenCL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.4 IR CMOS infrared, il super occhio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.5 Un sensore, infinite applicazioni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Conclusioni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Le fonti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Tesi di esame di Edoardo Luca Roccaforte 5° ALE

Il futuro è nelle nostre mani...

Introduzione

Il Kinect è un sensore di movimento ideato inizialmente per la console Microsoft Xbox 360 con lo

nasce dall’unione

scopo di aprire il mondo ad una nuova generazione di videogame. Il termine Kinect

di due termini dal significato vario: cinetico (energico, attivo, dinamico) insieme al termine connect,

che significa connettere, e con questi due termini si vuole simboleggiare la connessione che si vuole

sempre più creare tra uomo e macchina.

La caratteristica innovativa di questo sensore è quella di essere in grado di registrare i movimenti del

corpo umano nelle 3 differenti dimensioni spaziali ed elaborarli in tempo reale, quindi a seconda di

come noi ci muoveremo nello spazio il sensore trasformerà i nostri movimenti in dati, per una possibilità

di applicazioni praticamente infinite. Oltre ai movimenti il dispositivo è compreso di un sistema di

riconoscimento vocale studiato ad hoc per facilitare ulteriormente l'interfacciamento dell'utente,

isolando letteralmente la voce rispetto ai rumori di fondo in una stanza anche se piena di persone.

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Tesi di esame di Edoardo Luca Roccaforte 5° ALE

Come funziona

Kinect è dotato di una telecamera RGB, un doppio sensore di profondità a raggi infrarossi composto da

un proiettore a infrarossi e da una telecamera sensibile alla stessa banda.

Dispone inoltre anche di un array (connessi tra loro) di microfoni utilizzato dal sistema per la

calibrazione dell'ambiente in cui ci si trova, mediante l'analisi della riflessione del suono sulle pareti e

sulle diverse superfici di una stanza. In tal modo il rumore di fondo e i suoni vengono eliminati ed è

possibile riconoscere correttamente i comandi vocali. La barra del Kinect è motorizzata lungo l'asse

verticale e segue i movimenti degli utenti, orientandosi nella posizione migliore per il riconoscimento dei

movimenti.

Di fatto, la periferica permette all'utente di interagire senza l'uso di alcun controller o comando, ma solo

attraverso i movimenti del corpo, i comandi vocali o attraverso gli oggetti presenti nell'ambiente

Perché cambierà il mondo

Kinect in sé rappresenta uno dei più recenti esempi meglio riusciti dell'applicazione incrociata di

sensori, hardware e software con lo scopo di facilitare l'interfacciamento tra utente e macchina. Proprio

in questi ultimi anni il mondo dell'elettronica consumer sta spingendo sempre più nella ricerca della

migliore soluzione che permetta alle macchine di gestire nel modo più veloce, intelligente ed efficace

possibile le necessità dell'uomo, e lo si può vedere chiaramente dal grande successo riscontrato dalle

tecnologie touch-screen, le quali hanno influenzato soprattutto la telefonia, ma riscontrano sempre più

successi anche tra monitor per PC e superfici multi-touch. Persino i software stanno cambiando

gradualmente rotta, adattando le proprie interfacce all'utilizzo di tecnologie touch-screen.

Proprio in questo senso Kinect ha trovato terreno fertile

introducendo una nuova strada ancora più flessibile e

promettente, quella dell'air-touch.

Per rendersi meglio conto del successo è bene sapere

che questo dispositivo, entrato nel mercato a partire dal 4

novembre 2010, a solo 27 giorni dal lancio, già

confermava un risultano di 8 milioni di unità vendute in

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Tesi di esame di Edoardo Luca Roccaforte 5° ALE

tutto il mondo. Ciò oltre che iscrivere il Kinect nel Guinness World Record come il dispositivo di

elettronica consumer che ha venduto meglio nel minor tempo possibile, ha anche fatto notare come

una periferica con tali capacità può suscitare curiosità e interesse nella gente, soprattutto per la sua

possibilità di essere implementabile praticamente per qualunque cosa, mantenendo comunque costi

relativamente ridotti e una facilità di utilizzo senza precedenti.

In seguito verranno approfondite diverse caratteristiche di tale periferica per capire meglio il suo

effettivo funzionamento e le sue principali caratteristiche, basandomi per la maggior parte sulle

conoscenze acquisite durante il corso degli studi.

Un cervello che vede, sente e... si muove

Osservando Kinect nel particolare, esso è fondamentalmente una barra orizzontale di sensori collegati

ad una piccola base con un perno motore, il tutto progettato per essere posizionato longitudinalmente

sotto il display video di un PC o di un Televisore.

Gli occhi di Kinect sono composti da due telecamere (CMOS a colori 32-bit per 30 frame/sec

e CMOS IR a 16-bit per 30 frame/sec) e un proiettore IR, ovvero una comune telecamera RGB con una

risoluzione di 640 × 480 pixel (4), un sensore di profondità