L'Ubiquitous Computing nello sport

L’UBIQUITOUS COMPUTING
!
NELLOSPORT
Corso di
UBIQUITOUS E CONTEXT-AWARE COMPUTING
Aa 2012-2013
Docente Alessandra AGOSTINI

Il concetto dell’ UBIQUITOUS COMPUTING può
avere numerose applicazioni in
Può riguardare sia gli sport più popolari sia gli
sport più estremi.
L’obiettivo delle nostra ricerca è fornire una
panoramica sulle applicazioni più significative
spaziando fra diverse attività sportive.
camposportivo

1
Sistemi Sistemi Sistemi
DI
ALLENAMENTO
2 3
DI
controllo
DI
intrattenimento

Sistemi di
allenamento
1
Coaching
Monitoraggio funzioni vitali

Sistemi DICOACHING
Strumenti che possono aiutare gli allenatori
e gli atleti durante l’allenamento e la
competizione.
I sistemi di monitoraggio in tempo reale delle
performance sono particolarmente utili per
registrare il gesto atletico e valutarne
correttezza ed eﬀicacia.

GOLF
Il sistema utilizza una combinazione di sensori e un modellino
stilizzato di un corpo umano per poter studiare il movimento di
un giocatore di golf al momento del tiro (golf-driver swing).
Il sistema deve esser calibrato per
ogni specifico utente e può essere
utilizzato per raﬀrontare la tecnica
monitorata con quella dei campioni
di questa disciplina così da conferire
un punteggio tramite una valutazione
comparativa.
http://www.youtube.com/watch?v=JY4RhGd6bjs

KARATE
Il sistema utilizza una serie di sensori
per rilevare il movimento dell’atleta in
modo da sapere in tempo reale, tramite
diversi feedback sonori, se i movimenti
previsti dalla disciplina sono eseguiti
correttamente. Il sistema si è rivelato
eﬀicace sia per incentivare la
motivazione degli atleti che per
aumentare la qualità e la velocità
dell’apprendimento.

Sistemi simili sono stati usati
anche nel Tai Chi e nel
T a e k w o n d o a i f i n i
dell’apprendimento della
tecnica utilizzando sensori,
come accelerometri e
telecamere high speed, atti
a cogliere anche particolari
c h e a l l ’o cc h i o u m a n o
potrebbero sfuggire.
TAICHI-TAEKWONDO

http://www.youtube.com/watch?v=TQPpTwXoRNA

Il sistema permette di monitorare il movimento dello sciatore
tramite l’integrazione di due diversi punti di vista. Il primo è
costruito con dati raccolti attraverso sensori applicati sulla tuta
dell’atleta; il secondo con telecamere situate a bordo pista.
Nella fase successiva i dati provenienti dalle due diverse fonti
vengono sovrapposti da un software che fornisce un unico output
finale
sci
Per quanto questo sistema sia ancora troppo inaccurato e
incompleto per poter essere usato costituisce comunque una
base di partenza più che promettente per migliorare la
preparazione degli utenti.

Diversi studi hanno dimostrato che durante un
allenamento o una gara inﬂuiscono fattori che non
possono essere ricreati in laboratorio: non è la stessa
cosa correre su una pista en plein air piuttosto che su un
tapis roulant nel chiuso di un laboratorio.
Da qui nasce l’esigenza di un sistema di monitoraggio in
continuo, con rilevatori il meno invasivi possibile.
Sistemi DImonitoraggio
funzionivitali

L’ubiquitous computing, oltre alla preparazione
atletica, può riguardare il monitoraggio delle
condizioni fisiche dei soggetti, in particolare dei
parametri vitali.
Ad esempio, grazie all’invio repentino delle
informazioni biologiche ad appositi centri di allarme, si
possono predire fattori che potrebbero mettere a
rischio la salute dello sportivo.
Questi dati, nella pratica, possono servire per
personalizzare gli allenamenti e rendere ripetibili le
performance migliori.

“Scheda elettronica” ultrasottile (30 micron), una sorta di “tatuaggio”
temporaneo, applicabile direttamente sulla pelle umana che, grazie a
particolari 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 essere
utilizzato senza l’ausilio di ulteriori strumentazioni.
EESSistemaelettronicoepidermico
E’ composto da poliestere elastico,
nanosensori, led, mini trasmettitori e
ricevitori, una piccola antenna wireless
e celle solari che ricaricano il sistema
rendendolo attivo per 24h.

Si tratta di processori dotati della flessibilità necessaria per
essere impiantati sottopelle senza rompersi o deformarsi.
Misurano circa 2mm, rilevano livelli di ossigeno, glucosio e
acido lattico.
BIOSENSORIACIRCUITISTRETCH
Per i giochi Olimpici di Londra 2012 è
stato realizzato un progetto di
innovazione tecnologica con Esprit (Elite
Sport Performance Research in Trainig) e
sono stati impiantati questi chip a
numerosi atleti.

Inventato dalla Nasa, è un particolare dispositivo da inghiottire
delle dimensioni di una pillola. Corrisponde a un microcomputer
che 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 la
microbatteria è coperta da silicio.
Questa potrebbe avere delle applicazioni molto utili in campo
medico e sportivo ma per ora e ancora un prototipo.
Microcomputeralquarzo

TESSUTIINTELLIGENTI
All'istituto di Nanoscienze dell’Università di Bologna sono stati
realizzati particolari "tessuti intelligenti" racchiusi in fili di
cotone, capaci di monitorare le funzioni vitali degli atleti.
Questa scoperta ha aperto le porte alla creazione di indumenti
capaci di registrare dati biologici preservando così la libertà di
movimento.
I fili di cotone sono rivestiti con un finissimo strato di
nanoparticelle d'oro e di polimeri e permettono di regolare il
flusso della corrente tra due elettrodi attraverso una tensione
applicata ad un terzo elettrodo.

Sistema indossabile completamente integrato per il
monitoraggio continuo di parametri fisiologici in condizioni di
movimento.
Una maglia sensorizzata permette il monitoraggio continuo di
ECG, respiro e attività grazie all’integrazione di sensori tessili e
accelerometri.
WWSWearableWellnessSystem
Il sistema WWS è composto da:
•  Un indumento sensorizzato;
•  Un dispositivo per l’ acquisizione, e
l’immagazzinamento dei dati;
•  Una suite software per la gestione e la
visualizzazione dei dati.

Basta appoggiare il dito sulla
camera del device per far
apparire il numero di BPM.
L a f o t o c a m e r a r i l e v a i
cambiamenti di colore sulla
punta delle dita (non percepibili
a occhio nudo), direttamente
collegati al flusso sanguigno.
CARDIOGRAPH

Applicazione che consente di misurare il battito cardiaco senza
l’ausilio di accessori esterni.
https://www.youtube.com/watch?v=isIjcCFYEho

Applicazione che grazie alla fotocamera frontale dell’ipad2,
permette di misurare il battito cardiaco e la frequenza della
respirazione.
L’app eﬀettua la misurazione del battito sfruttando i
microcambiamenti del colore della pelle e la misurazione della
frequenza respiratoria monitorando il movimento del nostro
sterno.
L’esame dura circa 20 secondi, mostra in tempo reale grafici e
valori. C’è la possibilità di condividere su Facebook o Twitter i
valori registrati.

PhilipsVitalSignsCamera
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=2M7AFoqJyDI

Sistemi di
controllo
2
Tracciatura
Supporto alle decisioni

Sistemi che permettono di tracciare i movimenti e la
posizione nello spazio del singolo atleta o di un
insieme di atleti.
Queste informazioni possono risultare utili sia per
l’analisi della prestazione sia per pianificare una
strategia.
Sistemi DItracciatura

Nike ha sviluppato una particolare scarpa per i giocatori dell’ NBA
nella quale viene inserito un sensore che rileva tutti i dati relativi
alla prestazione atletica del giocatore.
Vengono registrati: ampiezza dei balzi, tempi di spinta, stanchezza,
recuperi, e tutti gli altri movimenti che l’atleta compie durante gli
allenamenti o in partita.
NIKEHYPERDUNK+
Questo sensore trasmette via
wireless tutte le informazioni al
computer o allo smartphone del
giocatore in modo da poter
controllare, anche a posteriori,
l’eﬀicienza del proprio fisico con le
eventuali carenze da correggere.

E’ un’applicazione per smartphone che durante l’allenamento
traccia il percorso della persona, ne colora la parte già
completata, comunica in modo audio/video la velocità tenuta e
consiglia in che parti del tracciato accelerare/decelerare
MOPETmobilepersonaltrainer
Un personal trainer chiamato Evita mostra,
tramite animazioni 3D, possibili esercizi da
eseguire durante l’allenamento (flessioni,
crunches, trazioni…) durante il passaggio in
punti prestabiliti.

Braccialetto che permette di memorizzare tutti i dati dei
movimenti che il nostro corpo, in particolare il nostro braccio,
esegue durante la giornata.
200 led bianchi e 20 led multicolore permettono di visualizzare dati
relativi a: calorie, passi, orario e fuel points, un’unità di misura
ideata ex novo per misurare le performance. E’ presente un
connettore USB per poter caricare il dispositivo e scaricare i dati sul
proprio profilo Nike+.

Da la possibilità di impostare gli
obiettivi (goal) quotidiani.
I goal sono rappresentati dalla
fascia di led colorati che, come
una barra di carburante,
indica la distanza dall’obiettivo.
Nike+fuel band

Sistemi che consentono la semplificazione del
processo valutativo dei giudici o degli arbitri,
tramite la fornitura di dati strumentali relativi alle
informazioni di interesse nell’attività considerata.
Sistemi DIsupporto
alledecisioni

Goallinetechonology
Tecnologia finalizzata a determinare quando la palla varca la
linea della porta.
Di questo tipo di tecnologia sono stati implementati nove tipi di
sistemi diversi, solo due dei quali sono stati mantenuti e
sperimentati ulteriormente: il GoalRef e l’Hawk-Eye
(quest'ultimo ideato per il tennis ed il cricket).
Nell'ottobre del 2012, la goal-line
technology è stata accettata anche
dalla FIFA.
http://www.youtube.com/watch?v=zuz9D41TxoA

BOWLING
Foul-line detector consente di rilevare e segnalare tramite un
avviso sonoro se un giocatore, durante la fase di tiro, oltrepassi la
riga di fallo.
La segnalazione avviene qualche secondo dopo la rilevazione in
modo da non distrarre il giocatore.
Questo ritardo consente ai
giocatori di non variare il
proprio stile di gioco il che
rende il sistema particolarmente
utile e gradito agli utenti,
rendendo il Foul-line detector
accettato in toto dalla comunità
sportiva.

Sensorhogu è un corpetto di protezione corredato con numerosi
sensori che misurano la forza di impatto di un colpo
permettendo quindi di risolvere il problema spinoso
dell’assegnazione del punteggio, spesso causa di controversie.

SEnsorHogu
Il sistema è stato accettato
dagli atleti e dalla comunità
sportiva in quanto non
richiede modifiche rispetto
all’equipaggiamento standard,
è reputato “onesto” (fair) e
non ostruttivo sia in termini di
visione che di movimento.
http://www.youtube.com/watch?v=AjHdEKtWAUs

Il sistema determina se un servizio è lungo oppure valido ma, pur
essendo molto accurato ed aﬀidabile, non ha spopolato.
Pur non richiedendo cambiamenti nella strategia di chi serve e chi
riceve, i segnali audio usati per notificare l’eventuale fallo
commesso dal battitore sono riprodotti l'istante prima che il
ricevente colpisca la palla di rimando. Questo causa un calo nella
concentrazione dei contendenti e ha impedito al sistema di essere
accettato ed utilizzato, ma è un difetto che potrebbe essere
superato grazie a sviluppi futuri.
HAWK EYE
http://www.youtube.com/watch?v=wPuA7gv9gDw

Sistemi di
intrattenimento
3
Supporto ai media

Sistemi per far vivere agli utenti un’esperienza
immersiva, intendendo per essa un’esperienza simile
a quella naturale che avviene però in una realtà
virtuale.
Significa “entrare” in un mondo virtuale non solo con
il senso della vista, come accade nella maggior parte
dei casi, ma anche con tutti gli altri.
Sistemi DIsupporto
AIMEDIA

GOOGLEGLASS
Nati dal "project glass" di google, si tratta di un paio di occhiali
computerizzati con display incorporato. L'indossatore può
interagirvi tramite comandi vocali, visualizzando informazioni di
interesse o registrando quanto sta succedendo intorno a lui così
da catapultare chiunque veda il video all'interno della
situazione.
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=ZNoLixyGCHE

Una telecamera estremamente versatile, indossabile, resistente
all'acqua e agli urti. Per questo è considerata ottimale per
documentare un’attività sportiva o avventurosa.
GOPRO
La peculiarità delle camere GoPro sta
nelle dimensioni molto ridotte, focale
fissa, peso molto ridotto, custodia
subacquea e grandangolo super ampio.
http://www.youtube.com/watch?v=TPacNCAroo4

PROBLEMI
Dell ‘applicazione delle tecnologie ubique
Le tecnolgie ubique spesso portano indubbi incrementi nella
qualità dell'allenamento fisico/tecnico e nella facilità di prendere
decisioni corrette. Per essere utilizzabili però non devono
comportare svantaggi o cambiamenti nella tecnica dell'atleta.
Si può dire quindi che la diﬀerenza fra successo e fallimento è dovuta
all'utilità ed alla flessibilità della tecnologia, che deve
completamente adattarsi all'ambito per cui è stata pensata.
Un'altra diﬀicoltà è dovuta all'ostilità delle federazioni sportive alle
innovazioni tecnologiche: esiste un dibattito etico relativo alla
possibilità di equiparare questi dispositivi al doping in quanto
potrebbero aumentare in modo innaturale le performance atletiche.

GRAZIE
DELL’ATTENZIONE
Melissa Colombo
Valerio De Dominicis

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/

•  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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