Il progetto JUMP ha realizzato e testato una piattaforma sensorizzata basata su una pedana intelligente di forza che, mediante il supporto di telecamere per il tracking, è in grado di fornire informazioni su prestazioni sportive per mezzo di interfacce utente efficaci, ergonomiche e fruibili in ambito sportivo, riabilitativo ed educativo. La piattaforma sensorizzata è in grado di raccogliere dati relativi a soggetti in azione durante prestazioni sportive e attività in ambito educativo e terapeutico, integrare ed elaborare i dati raccolti e fornirli ad applicazioni di visualizzazione per consentirne una fruizione efficace ed ergonomica per diverse tipologie di utenti e contesti: applicazioni in ambito sportivo per atleti e allenatori di squadre professionistiche e non, applicazioni per il contesto educativo e applicazioni a sostegno di programmi di riabilitazione.
La piattaforma JUMP
I partner del progetto hanno collaborato per far dialogare efficacemente insieme tutti i sistemi che compongono Jump: la piattaforma, gli algoritmi di tracking e l’applicazione di visualizzazione. E’ stato progettato e implementato un pavimento di forza di grande taglia, nonché l’elettronica necessaria per l’acquisizione e l’elaborazione dei dati. Il pavimento di forza nella sua versione definitiva risulta composto da 30 piattaforme di forza di taglia 1 m2, ognuna equipaggiata con quattro celle di carico mono-assiali di carico massimo pari a 500 kg ognuna. Sono state elaborate tecniche di tracking sia singolo che multi target. I dati per la scrittura di algoritmi di tracking sono stati ricavati sia da dati posizionali (pavimento di forza) sia da telecamera depth. Per la detection e il tracking di persone sono state utilizzate reti neurali deep create da flussi provenienti da singola telecamera RGB. È stato inoltre creato un dataset di immagini sportive, principalmente relative alla pallacanestro, per il training e successivo test delle reti neurali di cui sopra. Per quanto riguarda l’applicazione, inizialmente è stata realizzata un’analisi dei requisiti tramite interviste che hanno permesso di individuare scenari e contesti d’uso. L’applicazione finale permette di ricevere i dati dalla pedana e dalle telecamere di tracking in tempo reale detectando i movimenti dell’utente e di registrare i dati localmente per poter effettuare l’analisi in un secondo momento.
JUMP introduce importanti innovazioni nei processi Industriali in sanità, contribuendo ad una ricerca medica innovativa e ad una sanità efficiente ed efficace, ad esempio anticipando la diagnosi di patologie fisiche o motorie e aumentando l’efficacia terapeutica.
La piattaforma supporta la creazione di sistemi innovativi per la fabbricazione di prodotti per la salute: l’incrocio di dati sensoristici consente un’analisi multi-prospettiva, che serve da base per lo studio di dispositivi medici e protesi. Il sistema Jump prevede diverse tipologie di investitore e clienti, in particolare società sportive, palestre e centri di fitness, centri di ricerca impegnati nella ricerca in ambito sportivo, centri riabilitativi e strutture sanitarie.
Esempio applicativo piattaforma JUMP
La piattaforma è attualmente utilizzata quotidianamente in ambito riabilitativo presso il CTR (Centro per la Terapia Riabilitativa) di Reggio Emilia.
Nel corso del progetto si è installato un prototipo campione di pavimento di forza strumentato da 4 m2 presso il CTR, nel Laboratorio per l’analisi posturale. Al contempo, il pavimento è stato completato con un sistema motion-capture ottico a 4 camere, in modo da ottenere la giusta combinazione tra analisi cinematica e analisi dinamica. E' stato ottimizzato il dimensionamento dei componenti elettronici per l’acquisizione e l’elaborazione del segnale proveniente dalla catena di misura, e si è provveduto a completare il software per la ricostruzione del comportamento cinematico istantaneo (posizione, velocità ed accelerazione) del centro di spinta di un soggetto in moto sul pavimento di forza. Sono stati implementati alcuni algoritmi e tecniche di tracking sia singolo che multi target ed il sistema è stato arricchito con una stima delle parti occluse. Oltre a dati posizionali e depth, sono stati implementati algoritmi funzionanti su telecamere RGB, per esempio telecamere webcam. E’ stato creato ed arricchito un dataset di immagini sportive che include anche informazioni legate ad eventi e gesture. Il prototipo dell’applicazione per la visualizzazione dei dati è stato sviluppato per dispositivi tablet, inizialmente iPad, e presenta diverse funzionalità tra cui login di utenti, selezione e registrazione di esercizi, analisi multi-prospettiva, archivio sedute e archivio pazienti.
RE:Lab INTERMECH-Mo.Re. SOFTECH ICT DEMOCENTER Waterproofing Play+
Dalla collaborazione tra i partner è stato possibile sviluppare nuove metodologie diagnostiche fondate sul pavimento strumentato e popolare l’app per la sua gestione con esercizi e analisi propri del campo medico-fisioterapico. Le tecnologie digitali utilizzate sono KETs nell’acquisizione, elaborazione e fruizione di dati: i dati sono precisi, analizzabili in real-time e riutilizzabili.
Esempio applicativo piattaforma JUMP