L'Ubiquitous Computing nello sport

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Panoramica delle tecnologie riguardanti l'ubiquitous computing utilizzate in varie discipline sportive

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L'Ubiquitous Computing nello sport

  1. 1. L’UBIQUITOUS COMPUTING!NELLOSPORTCorso diUBIQUITOUS E CONTEXT-AWARE COMPUTINGAa 2012-2013Docente Alessandra AGOSTINI
  2. 2. Il concetto dell’ UBIQUITOUS COMPUTING puòavere numerose applicazioni inPuò riguardare sia gli sport più popolari sia glisport più estremi.L’obiettivo delle nostra ricerca è fornire unapanoramica sulle applicazioni più significativespaziando fra diverse attività sportive.camposportivo
  3. 3. 1Sistemi Sistemi SistemiDIALLENAMENTO2 3DIcontrolloDIintrattenimento
  4. 4. Sistemi diallenamento1CoachingMonitoraggio funzioni vitali
  5. 5. Sistemi DICOACHINGStrumenti che possono aiutare gli allenatorie gli atleti durante l’allenamento e lacompetizione.I sistemi di monitoraggio in tempo reale delleperformance sono particolarmente utili perregistrare il gesto atletico e valutarnecorrettezza ed efficacia.
  6. 6. GOLFIl sistema utilizza una combinazione di sensori e un modellinostilizzato di un corpo umano per poter studiare il movimento diun giocatore di golf al momento del tiro (golf-driver swing).Il sistema deve esser calibrato perogni specifico utente e può essereutilizzato per raffrontare la tecnicamonitorata con quella dei campionidi questa disciplina così da conferireun punteggio tramite una valutazionecomparativa.http://www.youtube.com/watch?v=JY4RhGd6bjs
  7. 7. KARATEIl sistema utilizza una serie di sensoriper rilevare il movimento dell’atleta inmodo da sapere in tempo reale, tramitediversi feedback sonori, se i movimentiprevisti dalla disciplina sono eseguiticorrettamente. Il sistema si è rivelatoefficace sia per incentivare lamotivazione degli atleti che peraumentare la qualità e la velocitàdell’apprendimento. 
  8. 8. Sistemi simili sono stati usatianche nel Tai Chi e nelT a e k w o n d o a i f i n idell’apprendimento dellatecnica utilizzando sensori,come accelerometri etelecamere high speed, attia cogliere anche particolaric h e a l l ’o cc h i o u m a n opotrebbero sfuggire.TAICHI-TAEKWONDO  http://www.youtube.com/watch?v=TQPpTwXoRNA
  9. 9. Il sistema permette di monitorare il movimento dello sciatoretramite l’integrazione di due diversi punti di vista. Il primo ècostruito con dati raccolti attraverso sensori applicati sulla tutadell’atleta; il secondo con telecamere situate a bordo pista.Nella fase successiva i dati provenienti dalle due diverse fontivengono sovrapposti da un software che fornisce un unico outputfinalesciPer quanto questo sistema sia ancora troppo inaccurato eincompleto per poter essere usato costituisce comunque unabase di partenza più che promettente per migliorare lapreparazione degli utenti.
  10. 10. Diversi studi hanno dimostrato che durante unallenamento o una gara influiscono fattori che nonpossono essere ricreati in laboratorio: non è la stessacosa correre su una pista en plein air piuttosto che su untapis roulant nel chiuso di un laboratorio.Da qui nasce l’esigenza di un sistema di monitoraggio incontinuo, con rilevatori il meno invasivi possibile.Sistemi DImonitoraggiofunzionivitali
  11. 11. L’ubiquitous computing, oltre alla preparazioneatletica, può riguardare il monitoraggio dellecondizioni fisiche dei soggetti, in particolare deiparametri vitali.Ad esempio, grazie all’invio repentino delleinformazioni biologiche ad appositi centri di allarme, sipossono predire fattori che potrebbero mettere arischio la salute dello sportivo.Questi dati, nella pratica, possono servire perpersonalizzare gli allenamenti e rendere ripetibili leperformance migliori.
  12. 12. “Scheda elettronica” ultrasottile (30 micron), una sorta di “tatuaggio”temporaneo, applicabile direttamente sulla pelle umana che, grazie aparticolari tecnologie, può riuscire a monitorare cuore, muscoli,cervello, lo stato di idratazione e la temperatura.Il sistema riesce a integrarsi perfettamente con la pelle e a essereutilizzato senza l’ausilio di ulteriori strumentazioni.EESSistemaelettronicoepidermicoE’ composto da poliestere elastico,nanosensori, led, mini trasmettitori ericevitori, una piccola antenna wirelesse celle solari che ricaricano il sistemarendendolo attivo per 24h.
  13. 13. Si tratta di processori dotati della flessibilità necessaria peressere impiantati sottopelle senza rompersi o deformarsi.Misurano circa 2mm, rilevano livelli di ossigeno, glucosio eacido lattico.BIOSENSORIACIRCUITISTRETCHPer i giochi Olimpici di Londra 2012 èstato realizzato un progetto diinnovazione tecnologica con Esprit (EliteSport Performance Research in Trainig) esono stati impiantati questi chip anumerosi atleti.
  14. 14. Si tratta di processori dotati della flessibilità necessaria peressere impiantati sottopelle senza rompersi o deformarsi.Misurano circa 2mm, rilevano livelli di ossigeno, glucosio eacido lattico.BIOSENSORIACIRCUITISTRETCHPer i giochi Olimpici di Londra 2012 èstato realizzato un progetto diinnovazione tecnologica con Esprit (EliteSport Performance Research in Trainig) esono stati impiantati questi chip anumerosi atleti.
  15. 15. Inventato dalla Nasa, è un particolare dispositivo da inghiottiredelle dimensioni di una pillola. Corrisponde a un microcomputerche invia segnali sullo stato delle funzioni vitali dell’utilizzatore,dando immediatamente l’allarme in caso di infarti o malori.Il sensore è costituito da un cristallo di quarzo mentre lamicrobatteria è coperta da silicio.Questa potrebbe avere delle applicazioni molto utili in campomedico e sportivo ma per ora e ancora un prototipo.Microcomputeralquarzo  
  16. 16. TESSUTIINTELLIGENTIAllistituto di Nanoscienze dell’Università di Bologna sono statirealizzati particolari "tessuti intelligenti" racchiusi in fili dicotone, capaci di monitorare le funzioni vitali degli atleti.Questa scoperta ha aperto le porte alla creazione di indumenticapaci di registrare dati biologici preservando così la libertà dimovimento.I fili di cotone sono rivestiti con un finissimo strato dinanoparticelle doro e di polimeri e permettono di regolare ilflusso della corrente tra due elettrodi attraverso una tensioneapplicata ad un terzo elettrodo.
  17. 17. Sistema indossabile completamente integrato per ilmonitoraggio continuo di parametri fisiologici in condizioni dimovimento.Una maglia sensorizzata permette il monitoraggio continuo diECG, respiro e attività grazie all’integrazione di sensori tessili eaccelerometri.WWSWearableWellnessSystemIl sistema WWS è composto da:•  Un indumento sensorizzato;•  Un dispositivo per l’ acquisizione, el’immagazzinamento dei dati;•  Una suite software per la gestione e lavisualizzazione dei dati.
  18. 18. Basta appoggiare il dito sullacamera del device per farapparire il numero di BPM.L a f o t o c a m e r a r i l e v a icambiamenti di colore sullapunta delle dita (non percepibilia occhio nudo), direttamentecollegati al flusso sanguigno.CARDIOGRAPH  Applicazione che consente di misurare il battito cardiaco senzal’ausilio di accessori esterni.https://www.youtube.com/watch?v=isIjcCFYEho
  19. 19. Applicazione che grazie alla fotocamera frontale dell’ipad2,permette di misurare il battito cardiaco e la frequenza dellarespirazione.L’app effettua la misurazione del battito sfruttando imicrocambiamenti del colore della pelle e la misurazione dellafrequenza respiratoria monitorando il movimento del nostrosterno.L’esame dura circa 20 secondi, mostra in tempo reale grafici evalori. C’è la possibilità di condividere su Facebook o Twitter ivalori registrati.    PhilipsVitalSignsCamerahttp://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=2M7AFoqJyDI
  20. 20. Sistemi dicontrollo2TracciaturaSupporto alle decisioni
  21. 21. Sistemi che permettono di tracciare i movimenti e laposizione nello spazio del singolo atleta o di uninsieme di atleti.Queste informazioni possono risultare utili sia perl’analisi della prestazione sia per pianificare unastrategia.Sistemi DItracciatura
  22. 22.        Nike ha sviluppato una particolare scarpa per i giocatori dell’ NBAnella quale viene inserito un sensore che rileva tutti i dati relativialla prestazione atletica del giocatore.Vengono registrati: ampiezza dei balzi, tempi di spinta, stanchezza,recuperi, e tutti gli altri movimenti che l’atleta compie durante gliallenamenti o in partita.NIKEHYPERDUNK+Questo sensore trasmette viawireless tutte le informazioni alcomputer o allo smartphone delgiocatore in modo da potercontrollare, anche a posteriori,l’efficienza del proprio fisico con leeventuali carenze da correggere.
  23. 23. E’ un’applicazione per smartphone che durante l’allenamentotraccia il percorso della persona, ne colora la parte giàcompletata, comunica in modo audio/video la velocità tenuta econsiglia in che parti del tracciato accelerare/decelerareMOPETmobilepersonaltrainerUn personal trainer chiamato Evita mostra,tramite animazioni 3D, possibili esercizi daeseguire durante l’allenamento (flessioni,crunches, trazioni…) durante il passaggio inpunti prestabiliti.
  24. 24. Braccialetto che permette di memorizzare tutti i dati deimovimenti che il nostro corpo, in particolare il nostro braccio,esegue durante la giornata.200 led bianchi e 20 led multicolore permettono di visualizzare datirelativi a: calorie, passi, orario e fuel points, un’unità di misuraideata ex novo per misurare le performance. E’ presente unconnettore USB per poter caricare il dispositivo e scaricare i dati sulproprio profilo Nike+.  Da la possibilità di impostare gliobiettivi (goal) quotidiani.I goal sono rappresentati dallafascia di led colorati che, comeuna barra di carburante,indica la distanza dall’obiettivo.Nike+fuel band
  25. 25. Sistemi che consentono la semplificazione delprocesso valutativo dei giudici o degli arbitri,tramite la fornitura di dati strumentali relativi alleinformazioni di interesse nell’attività considerata.Sistemi DIsupportoalledecisioni
  26. 26. GoallinetechonologyTecnologia finalizzata a determinare quando la palla varca lalinea della porta.Di questo tipo di tecnologia sono stati implementati nove tipi disistemi diversi, solo due dei quali sono stati mantenuti esperimentati ulteriormente: il GoalRef e l’Hawk-Eye(questultimo ideato per il tennis ed il cricket).Nellottobre del 2012, la goal-linetechnology è stata accettata anchedalla FIFA.http://www.youtube.com/watch?v=zuz9D41TxoA
  27. 27. BOWLINGFoul-line detector consente di rilevare e segnalare tramite unavviso sonoro se un giocatore, durante la fase di tiro, oltrepassi lariga di fallo.La segnalazione avviene qualche secondo dopo la rilevazione inmodo da non distrarre il giocatore.Questo ritardo consente aigiocatori di non variare ilproprio stile di gioco il cherende il sistema particolarmenteutile e gradito agli utenti,rendendo il Foul-line detectoraccettato in toto dalla comunitàsportiva. 
  28. 28. Sensorhogu è un corpetto di protezione corredato con numerosisensori che misurano la forza di impatto di un colpopermettendo quindi di risolvere il problema spinosodell’assegnazione del punteggio, spesso causa di controversie. SEnsorHoguIl sistema è stato accettatodagli atleti e dalla comunitàsportiva in quanto nonrichiede modifiche rispettoall’equipaggiamento standard,è reputato “onesto” (fair) enon ostruttivo sia in termini divisione che di movimento.http://www.youtube.com/watch?v=AjHdEKtWAUs
  29. 29. Il sistema determina se un servizio è lungo oppure valido ma, puressendo molto accurato ed affidabile, non ha spopolato.Pur non richiedendo cambiamenti nella strategia di chi serve e chiriceve, i segnali audio usati per notificare l’eventuale fallocommesso dal battitore sono riprodotti listante prima che ilricevente colpisca la palla di rimando. Questo causa un calo nellaconcentrazione dei contendenti e ha impedito al sistema di essereaccettato ed utilizzato, ma è un difetto che potrebbe esseresuperato grazie a sviluppi futuri.HAWK EYEhttp://www.youtube.com/watch?v=wPuA7gv9gDw
  30. 30. Sistemi diintrattenimento3Supporto ai media
  31. 31. Sistemi per far vivere agli utenti un’esperienzaimmersiva, intendendo per essa un’esperienza similea quella naturale che avviene però in una realtàvirtuale.Significa “entrare” in un mondo virtuale non solo conil senso della vista, come accade nella maggior partedei casi, ma anche con tutti gli altri.Sistemi DIsupportoAIMEDIA
  32. 32. GOOGLEGLASSNati dal "project glass" di google, si tratta di un paio di occhialicomputerizzati con display incorporato. Lindossatore puòinteragirvi tramite comandi vocali, visualizzando informazioni diinteresse o registrando quanto sta succedendo intorno a lui cosìda catapultare chiunque veda il video allinterno dellasituazione.http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=ZNoLixyGCHE
  33. 33. Una telecamera estremamente versatile, indossabile, resistenteallacqua e agli urti. Per questo è considerata ottimale perdocumentare un’attività sportiva o avventurosa.GOPROLa peculiarità delle camere GoPro stanelle dimensioni molto ridotte, focalefissa, peso molto ridotto, custodiasubacquea e grandangolo super ampio.http://www.youtube.com/watch?v=TPacNCAroo4
  34. 34. PROBLEMIDell ‘applicazione delle tecnologie ubiqueLe tecnolgie ubique spesso portano indubbi incrementi nellaqualità dellallenamento fisico/tecnico e nella facilità di prenderedecisioni corrette. Per essere utilizzabili però non devonocomportare svantaggi o cambiamenti nella tecnica dellatleta.Si può dire quindi che la differenza fra successo e fallimento è dovutaallutilità ed alla flessibilità della tecnologia, che devecompletamente adattarsi allambito per cui è stata pensata.Unaltra difficoltà è dovuta allostilità delle federazioni sportive alleinnovazioni tecnologiche: esiste un dibattito etico relativo allapossibilità di equiparare questi dispositivi al doping in quantopotrebbero aumentare in modo innaturale le performance atletiche.
  35. 35. GRAZIEDELL’ATTENZIONEMelissa ColomboValerio De Dominicis
  36. 36. RIFERIMENTI•  Se$manale  n°249  8.3.12,  AICS  Associazione  Italiana  Cultura  Sport    •  Mensile  n°2  Maggio  2012,  2.0  Magazine  tecnologie  sport  educazione    •  Introducing  Wearable  Force  Sensors  in  MarEal  Arts  (2005  -­‐  Ed  H.  Chi)  •  Improving  sports  performance  with  wearable  compuEng  (  2006  -­‐  Emanuel  Angelescu,  Florian  Reske)  •  hSp://www.ingegneria-­‐informaEca.unina.it/sites/default/files/elaboraE_tesi/2012/10/Elaborato%20marchiello%20giuseppe%20diego%20n461564.pdf  •  hSp://www.techmex.it/techgadget/10-­‐tecnologie-­‐che-­‐trasformano-­‐lo-­‐sport/  •  hSp://tecnologia-­‐computer.myblog.it/archive/2012/03/26/la-­‐nuova-­‐tuta-­‐da-­‐sci-­‐tecnologica-­‐di-­‐stm.html  •  hSp://controversiasport.blogspot.it/2012/11/terra-­‐tennis-­‐tecnologia-­‐tuSo-­‐soSo.html  •  hSp://www.topendsports.com/resources/technology.htm  •  hSp://jenga.wordpress.com/2013/04/18/tomtom-­‐gps-­‐sport-­‐watches/      
  37. 37. •  hSp://www.focus.it/scienza/tecnologia/Sport_e_doping_di_tecnologia_280718_1252_C12.aspx  •  hSp://www.mediterraneaonline.eu/it/18/view.asp?id=2135  •  hSp://www.dagstuhl.de/Materials/Files/08/08372/08372.BacaArnold.Paper.pdf    •  hSp://cowbell-­‐4.cc.gatech.edu/hci-­‐seminar/uploads/1/WearableForceSensors_MarEalArts_PervasiveComp05.pdf  •  hSp://www.ulster.ac.uk/scienceinsociety/sporSech.pdf  •  hSp://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.84.5937&rep=rep1&type=pdf  •  hSp://old.hcilab.org/documents/Kranz-­‐DesigningUbiquitousCompuEngSystemsForSportsEquipment-­‐PerCom2007.pdf    •  hSp://engineeringsport.co.uk/      

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