I marcatori cutanei riflettenti passivi fungono da collegamento fondamentale tra l'anatomia fisica e l'analisi digitale. Posizionandoli su specifici punti di riferimento ossei, i sistemi di motion capture possono riflettere la luce infrarossa per individuare centri anatomici critici. Questo processo consente ai ricercatori di ricostruire accuratamente i vettori dei segmenti corporei, consentendo il calcolo preciso degli angoli di rotazione articolare essenziali per valutare le prestazioni delle calzature.
Il posizionamento dei marcatori su specifici punti di riferimento anatomici non è arbitrario; è l'unico modo per definire la geometria dei segmenti corporei (cosce, gambe, piedi). Questo trasforma i dati grezzi di movimento in informazioni significative riguardanti l'allineamento e il supporto biomeccanico.
La meccanica del motion capture
Stabilire i centri anatomici
I sistemi di motion capture si basano sulla luce infrarossa riflessa dai marcatori passivi per identificare la posizione del corpo nello spazio.
Tuttavia, le telecamere non possono distinguere intrinsecamente un ginocchio da una caviglia.
Per risolvere questo problema, i marcatori vengono attaccati a specifici punti di riferimento anatomici, come il grande trocantere, il condilo femorale e il malleolo.
Creare vettori di segmento
Una volta che il sistema identifica questi punti di riferimento, li collega matematicamente.
Queste connessioni stabiliscono vettori dei segmenti corporei, definendo i corpi rigidi di cosce, gambe inferiori e piedi.
Senza questi segmenti definiti, il computer vede solo una nuvola di punti piuttosto che un modello biomeccanico.
Perché l'anatomia è importante nei test delle calzature
Calcolo della rotazione articolare
L'obiettivo principale dell'analisi dell'andatura in questo contesto è misurare come le articolazioni si muovono sotto l'influenza di diverse calzature.
Confrontando gli angoli variabili tra i vettori dei segmenti, i ricercatori calcolano gli angoli di rotazione articolare.
Questi dati rivelano come una scarpa influisce sul movimento, come il grado di flessione del ginocchio o la rotazione della caviglia durante un passo.
Garantire dati significativi
I dati sono preziosi solo se rappresentano accuratamente la fisiologia umana.
L'attacco dei marcatori ai punti di riferimento garantisce che i dati risultanti riguardanti supporto e allineamento siano anatomicamente significativi.
Ciò distingue i test biomeccanici validi dal semplice tracciamento del movimento.
Comprendere i compromessi
Sensibilità al posizionamento
L'accuratezza dell'intero sistema dipende dall'identificazione precisa dei punti di riferimento.
Se un marcatore viene posizionato in modo errato, ad esempio mancando il vero centro del malleolo, il vettore del segmento calcolato sarà distorto.
Requisiti di linea di vista
Poiché questi marcatori sono passivi e si basano sulla riflessione della luce infrarossa, devono rimanere visibili alle telecamere.
Il sistema richiede una linea di vista chiara verso i punti di riferimento anatomici per mantenere l'integrità dei vettori dei segmenti durante tutto il ciclo dell'andatura.
Garantire la validità nell'analisi dell'andatura
Per garantire che i test delle tue calzature producano dati azionabili, considera le seguenti aree di interesse:
- Se il tuo obiettivo principale è l'accuratezza biomeccanica: Dai priorità alla palpazione e al posizionamento precisi dei marcatori su punti di riferimento ossei come il condilo femorale per definire vettori accurati.
- Se il tuo obiettivo principale è la valutazione del prodotto: Utilizza gli angoli di rotazione articolare risultanti per correlare direttamente caratteristiche specifiche della scarpa con cambiamenti nell'allineamento e nel supporto dell'utilizzatore.
La precisione nel posizionamento dei marcatori è il prerequisito per trarre conclusioni valide sulle prestazioni delle calzature.
Tabella riassuntiva:
| Componente | Ruolo nell'analisi dell'andatura | Impatto sui test delle calzature |
|---|---|---|
| Marcatori passivi | Riflettono la luce infrarossa verso le telecamere | Definisce il modello corporeo digitale nello spazio 3D |
| Punti di riferimento anatomici | Punti di riferimento ossei (es. Malleolo) | Garantisce l'accuratezza matematica dei centri articolari |
| Vettori di segmento | Collega i punti di riferimento identificati | Forma i corpi rigidi (piede/gamba) per tracciare il movimento |
| Angoli di rotazione | Misura il cambiamento angolare tra i vettori | Valuta come una scarpa influisce sull'allineamento biomeccanico |
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Riferimenti
- Abdul Aziz Hulleck, Kinda Khalaf. BlazePose-Seq2Seq: Leveraging Regular RGB Cameras for Robust Gait Assessment. DOI: 10.1109/tnsre.2024.3391908
Questo articolo si basa anche su informazioni tecniche da 3515 Base di Conoscenza .
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