You are here

Animatiespel laat patiënt thuis revalideren

Bij de ochtendgymnastiek op ouderenomroep Max doen levende acteurs de rek- en strekoefeningen voor waarmee de kijkers hun spieren soepel houden. Games-specialist Arjan Egges werkt aan een spel, waarin computergestuurde animatie-figuren oudere patiënten weer leren lopen na een operatie. 'Bij animatie staat of valt alles bij de vraag of de bewegingen geloofwaardig overkomen bij de kijker.' door Marc Laan

In het Rotterdamse zorghotel Aafje gebruiken revaliderende ouderen binnenkort een computerspel om na een operatie hun verstijfde handen en benen weer te leren gebruiken.

Het is nog een test, vertelt animatiespecialist Arjan Egges (Commit project VIEWW) van de Universiteit Utrecht. 'Maar zoals het er nu naar uitziet, zijn wij er in geslaagd het spel vol te stoppen met alle kennis en ervaring die fysiotherapeuten in hun praktijk hebben opgebouwd met bewegingsoefeningen. De patiënt kan nu thuis met zijn pc de spieren trainen. Een camera registreert hoe hij beweegt en het spel doet vervolgens op de televisie voor welke bewegingen hij nog meer zou kunnen doen. Het moeilijkste was in kaart te brengen wat fysiotherapeuten precies doen, en vooral uit te vinden waar al hun kennis over het menselijk lichaam eigenlijk zit. In hun hoofd dus.'

Egges (1977), is hoofddocent Computer Animation en Serious Gaming. Hij legt uit: 'Een revalidatie-game moet zelfstandig kunnen schatten of een bepaalde strekoefening helpt bij een individuele patiënt. De activiteit mag niet te makkelijk zijn, dan wordt de patiënt niet uitgedaagd. Maar ook niet te moeilijk, om blessures te voorkomen.'

Zijn fysiotherapeuten niet bevreesd dat straks de animatiecomputer hun werkt overneemt?

Egges: 'Nee, zij delen hun kennis over het lichaam graag, omdat de patiënt dan thuis spelenderwijs kan revalideren. Dat is motiverender dan saaie oefeningen van een blaadje nadoen.'

'Deze game is nog slechts gedeeltelijk zelflerend. Je zou het spel volledig zelflerend kunnen maken, maar dat is riskant. De oefeningen die het spel de ouderen laat doen, moeten volstrekt veilig zijn. Wij moeten zeker weten dat een algoritme dat spierbewegingen nabootst, goed werkt. Deep-machine-learning en artificial intelligence zijn momenteel hip, maar zoals je ziet bij de zelfrijdende auto is er nog een lange weg te gaan voordat het veilig werkt. Voorlopig is deze game niet meer dan een extra gereedschap voor de fysiotherapeut.'

Moet je als ict'er niet ook bioloog zijn om zo'n game te ontwerpen?

'Sterker, wij gebruiken niet alleen biomechanische inzichten in bijvoorbeeld spierkracht, maar wij hebben ook natuurkundige kennis nodig over zwaartekracht en evenwicht. En je moet iets weten over het gedrag van dynamische systemen. Pas met die inzichten kun je de computer bewegingen van een animatiefiguur goed laten simuleren. Bij animatie staat of valt alles bij de vraag of de bewegingen geloofwaardig overkomen bij de kijker.'

'Samen met de gamesbedrijven GCI en 8D Games stoppen wij kennis over het menselijk lichaam in de game. Wij onderzoeken alle fysieke onderdelen die komen kijken bij bewegen. Er zit bijvoorbeeld veel kennis vervat in ons spierkrachtmodel. Dat is een lerend model, de software leert de computer hoe hij animatie-figuren moet laten lopen.'

Kan de game-industrie leren van Hollywood, waar animatiecomputers de acteurs verdringen?

'Er is een groot verschil tussen film en games, als het er om gaat characters te laten bewegen door de computer. Bij film kan je een reusachtig serverpark elk beeldje urenlang laten doorrekenen. Bij spellen gaat dit niet, dat zou veel te lang duren, het effect moet immers meteen zichtbaar zijn op het beeldscherm. In games heb je voor sommige characters wel twintigduizend beelden nodig. Die moeten op afroep klaar staan.'

Het softwarematig simuleren van menselijke bewegingen mag dan de heilige graal zijn in de game-wereld, helemaal zonder acteurs gaat het nog niet, benadrukt Egges. Net als in de filmwereld gebruikt hij op zijn universiteit een studio waarin motion-capture-camera's uit vijftien verschillende beeldhoeken in 3D de bewegingen vastleggen van toneelspelers. 'Die worden volgeplakt met reflecterende sensoren. Een computer berekent vervolgens hoe animatiefiguren diezelfde bewegingen kunnen nadoen. Een studio met acteurs is nog steeds nodig om detailbewegingen op te nemen. Verder zijn die opnamen nodig voor het later zo precies mogelijk analyseren van bewegingen, bijvoorbeeld de manier waarop een heup werkt.'

De filmindustrie doet dit toch al tien jaar?

'Games lopen wat realisme betreft achter op de filmindustrie. Wat Pixar Films tien jaar geleden kon, is nu pas mogelijk bij games. Wij maken nu een inhaalslag. Er komen steeds meer datamodellen beschikbaar waarmee je in games fysieke bewegingen en spierkrachten kan simuleren, zonder tussenkomst van acteurs. Ook huidsimulaties worden steeds beter, iets wat tot voor kort erg moeilijk was.'

Egges laat op zijn laptop de eerste waggelende tekenfilmfiguur zien, die de vrucht was van zelflerende algoritmes. Het figuurtje struikelt over zijn eigen benen. 'Toen onze lerende software steeds beter doorkreeg hoe een figuurtje zijn evenwicht behoudt, begonnen de loopbewegingen vloeiender te worden. Nu struikelt het character niet meer.'

marclaan.nl

 

 

 

Verder lezen:

- Motion capture-technieken

- Body animation

- Zelflerende simulatiecomputer