التنبؤ بالحركة البشرية الواعية بالسيناريو من خلال التنبؤ بالمسافة المتبادلة

في هذه الورقة، نتناول مشكلة التنبؤ بحركة الإنسان ثلاثية الأبعاد المُدركة للبيئة. يكمن التحدي الرئيسي في هذه المهمة في التنبؤ بحركات الإنسان المستقبلية التي تتماشى مع البيئة من خلال نمذجة التفاعلات بين الإنسان والبيئة. وعلى الرغم من أن الدراسات الحديثة أظهرت أن القيود الصريحة على تفاعلات الإنسان والبيئة يمكن أن تمنع حدوث حركات "وهمية" (ghost motion)، إلا أنها تُقدِّم قيودًا فقط على جزء من حركة الإنسان، مثل الحركة العالمية للإنسان أو بعض المفاصل التي تتلامس مع البيئة، مما يترك باقي الحركة غير مقيدة. لمعالجة هذه القيود، نقترح نمذجة تفاعل الإنسان والبيئة باستخدام المسافة المتبادلة بين جسم الإنسان والبيئة. تُحدِّد هذه المسافات المتبادلة كلًا من الحركة المحلية والعالمية للإنسان، مما يؤدي إلى تنبؤ بحركة الجسم بأكمله مُقيدة. وتحديدًا، تتكون قيود المسافة المتبادلة من مكوّنين: المسافة الموقعة لكل رأس في شبكة جسم الإنسان إلى سطح البيئة، ومسافة نقاط البيئة الأساسية إلى شبكة جسم الإنسان. ونُضيف أيضًا تمثيلًا عالميًا للبيئة مستمدًا من حجم دالة المسافة الموقعة (SDF)، لضمان التماسك بين التمثيل العالمي للبيئة والقيود الصريحة الناتجة عن المسافة المتبادلة. قمنا بتطوير نموذج يعتمد على خطوتين متتاليتين: التنبؤ بالمسافات المتبادلة المستقبلية أولًا، ثم التنبؤ بحركة الإنسان المستقبلية. أثناء التدريب، نشجع صراحةً التوافق بين الوضعيات المتنبأ بها والمسافات المتبادلة. وقد أظهرت التقييمات الواسعة على مجموعات بيانات مصغّرة وحقيقية الحالية أن نهجنا يتفوق باستمرار على أحدث الطرق المُقدمة.