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Alla scoperta del Motion Capture in Turingsense

L'analisi del movimento rappresenta un ramo dell'ingegneria biomedica che ha affiancato negli anni la ricerca e lo sviluppo di sistemi complessi, come ad esempio i sistemi ortopedici quali protesi, ortesi ed altri dispositivi meccatronici. Solo successivamente l'analisi del movimento ha iniziato a ritagliarsi una nicchia a livello mondiale come quanto fonte primaria di nuovi metodi, protocolli ed algoritmi in applicazioni legate allo sport, la riabilitazione e l'ergonomia. Si tratta dunque di una comunita' ristretta, seppur essenziale rispetto ai suoi obiettivi primari.

Perche' e' importante l'analisi del movimento?

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In particolare, instrumental motion analysis has been widely adopted in clinics for upper and
lower extremity functional assessment. Lower limb gait analysis has been the main application area of motion analysis protocols, developed since the  ̳60s. More recently, protocols and specific instrumentation were developed for the upper limb functional evaluation. Their spread among the research and clinical laboratories was supported by the limitations in the so called ―visual observation. Without objective measurements and with low sensitivity, this discipline could lead to misinterpretation of the results or errors in the diagnostic process.

Come si e' evoluta l'analisi del movimento?

PIC: da sistemi a telecamere a sistemi indossabili come vestiario, passando per singoli sensori e fasce

L'avanzamento tecnologico din termini

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In un sistema di analisi o cattura del movimento, e' facile spiegare in cosa consiste il cuore del sistema: le unita' di misurazione inerziali (IMU).

[...]

  1. Il cuore del sistema: catena di IMU

  2. Dentro IMU

Vediamo ora insieme alcuni concetti di base che per alcuni potrebbero essere un semplice ripasso, ma per altri una nuova conoscenza.

- combinazione di info da due IMU adiacenti per costruire una articolazione

- cosa fa il modello biomeccanico

- interpretazione degli angoli (clinici e non)

- algoritmi di motion detection

Se da un lato il sistema descritto sopra viene descritto nei suoi pregi e difetti, in poche occasioni viene spiegato in che maniera il sistema IMU puo' essere adoperato con successo per la ricerca o per la realizzazione di un prodotto. Per comprendere meglio in che maniera utilizzare questa tecnologia, e' necessario tenere conto di altre componenti agguntive senza le quali il sistema di IMU rischia di essere interpretato come una non valida alternativa ad altri sistemi per l'analisi del movimento (ad esempio telecamere ad infrarossi o sistemi di video tracking) se non addirittura come una stravaganza di alcuni settori di ricerca. [...]

Indipendentemente dalla qualita' del sistema IMU, sono imprescindibili i seguenti elementi quando si affronta un problema di cattura del movimento tramite dispositivi indossabili:

1- il metodo di interfacciamento e agganciamento di IMU sul corpo: anche con il sistema IMU piu' accurato del mondo, se al sensore non viene permesso di mantenersi saldo e solidale alla parte sottostante del corpo, non ci sono algoritmi che tengano il confronto dell'errore di misurazione che viene generato di conseguenza ad uno spostamento inopportuno del sensore

2- il metodo di elaborazione del dato del singolo IMU: anche nel caso in cui il punto 1 sia soddisfatto, la maniera in cui le informazioni di diversi IMU vengono combinate insieme, determina l'affidabilita' ed accuratezza della misurazione dell'articolazione a cui diversi IMU sono adiacenti

  1. Dentro il software:

  2. Sullo schermo:

  3. Altro

Cosa e' il Motion Capture ?

Abbiamo curiosato all'interno della conoscenza che CHAT GPT ha sul motion capture.
Ecco la domanda che gli abbiamo posto:

" Spiega in 10 frasi cos'è il Motion Capture e quali tecnologie sono attualmente utilizzate "

Chat GPT

<< Motion capture, also known as mocap, is a technique used to record the movements of people or objects and convert them into digital data. This data can then be used to create realistic 3D animations for movies, video games, and other digital media.

There are several technologies currently used for motion capture, including optical, magnetic, and inertial systems. Optical systems use cameras and markers to track the movements of people or objects in real-time. These markers are typically placed on key points of the body or object and are tracked by the cameras to create a 3D model.

Magnetic systems use sensors and electromagnetic fields to track the movements of people or objects. The sensors are typically placed on key points of the body or object and are tracked by the electromagnetic field to create a 3D model.

Inertial systems use sensors and accelerometers to track the movements of people or objects. The sensors are typically placed on key points of the body or object and are used to measure the movement and orientation of the object.

Motion capture is used in many industries, including entertainment, sports, and medicine. In the entertainment industry, motion capture is used to create realistic animations for movies, video games, and virtual reality experiences.

In the sports industry, motion capture is used to analyze the movements of athletes and improve their performance. In the medical industry, motion capture is used to analyze the movements of patients and develop treatments for conditions such as Parkinson's disease and cerebral palsy.

Motion capture technology is constantly evolving, and new techniques and systems are being developed to improve accuracy and efficiency. These advancements are expected to lead to more realistic and immersive digital experiences in the future. >>

E' interessante notare come nella descrizione sopra (per esempio il ben noto problema di interferenza tra i sensori magnetici ed i materiali ferromagnetici) non sia presente.
Inoltre, non viene menzionata la tecnologia Turingsense che ha reso possibile implentare negli anni passati diversi protocolli di misurazione, grazie ad innovazioni hardware software.

Per informazioni, visitate la sezione Turing Motion.


Non dimenticate di guardare il video esplicativo su Motion Capture che abbiamo realizzato appositamente.

 

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