Virtual Sensei

Categoria: Tesi di laurea. Scritto da Alessandro Timmi Domenica, 17 Ottobre 2010

Virtual Sensei è uno strumento innovativo per la valutazione del gesto sportivo, sviluppato da Alessandro Timmi, con la collaborazione e supervisione del Prof. Ettore Pennestrì (docente di Meccanica Applicata alle Macchine presso l'Università di Roma Tor Vergata).

Il sistema si basa su parametri quantitativi (energia cinetica, velocità e accelerazioni, traslazionali e rotazionali) e su una rappresentazione 3D dell'atleta. Sviluppato su atleti di Karate, può essere impiegato per moltissime altre discipline. Il processo di analisi comprende le seguenti fasi:

• Si monta un set di videocamere ad alta frequenza, disposte su una circonferenza che delimita l'area di acquisizione;

• Si veste l'atleta con una tuta appositamente realizzata: su di essa sono applicati dei marker riflettenti, che fungono da punti di riferimento per catturare il movimento;

• Si effettua l'acquisizione: l'atleta esegue le tecniche da analizzare.

Finita l'acquisizione, interviene il software Virtual Sensei:

• i dati vengono elaborati e vengono calcolate l'energia cinetica, la velocità e l'accelerazione (sia rotazionali, sia traslazionali) di ogni arto e del corpo nella sua interezza, nonché le grandezze antropometriche dell'atleta (massa, lunghezza e momenti di inerzia di ogni arto); 

• viene realizzata l'animazione 3D di un manichino o dello scheletro (a scelta dell'utente);
• l'animazione e i grafici con gli andamenti delle grandezze calcolate vengono mostrati all'utente tramite un'interfaccia grafica user friendly: è possibile osservare la scena da qualunque punto di vista, fermare e riprodurre l'animazione (anche frame per frame), leggere i valori esatti dai grafici.

Una volta ottenuti i risultati, è possibile confrontarli con quelli di altri atleti, anche di età, sesso e corporatura diversa, in quanto il programma tiene in conto questi parametri nel calcolo delle grandezze antropometriche e quindi pone tutti virtualmente su un livello di parità. L'energia cinetica inoltre è un ottimo parametro di giudizio, in quanto è funzione sia delle grandezze cinematiche (velocità), sia di quelle inerziali (masse, geometrie e momenti di inerzia). Si comprende come si aprano orizzonti finora inesplorati: è possibile allenare un atleta per un certo periodo di tempo e monitararne costantemente l'andamento. Oppure, immaginando di possedere i dati relativi ad analisi effettuate su atleti top-level, è possibile confrontare il proprio atleta con essi. Si può ottimizzare anche la più piccola sfumatura di ogni tecnica. Poichè il metodo è stato sviluppato per il Karate, il quale prevede tecniche complesse e veloci, che coinvolgono il corpo nella sua interezza, questo metodo è applicabile ad una molteplicità di discipline sportive.

Per ulteriori approfondimenti, video illustrativi ed immagini, si rimanda al sito ufficiale del progetto Virtual Sensei.