{"id":76454,"date":"2002-12-01T00:00:00","date_gmt":"2002-12-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2002\/12\/01\/los-detalles-del-movimiento\/"},"modified":"2015-02-02T15:32:25","modified_gmt":"2015-02-02T17:32:25","slug":"los-detalles-del-movimiento","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/los-detalles-del-movimiento\/","title":{"rendered":"Los detalles del movimiento"},"content":{"rendered":"
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EDUARDO CESAR<\/span><\/a> El software analiza los movimientos de los jugadores del Guaran\u00edEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

El objetivo del sistema Dvideow –Digital Video for Biomechanics<\/em>, creado por el profesor de educaci\u00f3n f\u00edsica Ricardo Machado Leite de Barros, coordinador del Laboratorio de Instrumentaci\u00f3n Biomec\u00e1nica (LIB) de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), es analizar el movimiento humano a partir de im\u00e1genes de video y servir como herramienta para los profesionales que trabajan con actividades f\u00edsicas, deportes o rehabilitaci\u00f3n motora. El Dvideow fue proyectado para su uso en diferentes aplicaciones.<\/p>\n

Cuatro de \u00e9stas ya han sido desarrolladas: el an\u00e1lisis de la marcha (o caminada) y de los movimientos respiratorios, el rastreo autom\u00e1tico de los jugadores de f\u00fatbol y la reconstrucci\u00f3n de las superficies del cuerpo humano. “Procuramos desarrollar un sistema abierto y estructurado, con un gran potencial de difusi\u00f3n”, afirma Ricardo Barros. Dicho sistema se compone de un\u00a0software<\/em> desarrollado en la Unicamp, seis c\u00e1maras de video digital y seis computadoras del tipo PC.<\/p>\n

El an\u00e1lisis biomec\u00e1nico permite, en el contexto de la rehabilitaci\u00f3n motriz, la cuantificaci\u00f3n de las alteraciones en los patrones normales de los movimientos, como por ejemplo, la capacidad de flexionar la rodilla o mover los brazos durante la marcha. De esta manera es posible evaluar la evoluci\u00f3n de los procesos de recuperaci\u00f3n en personas que sufrieron accidentes, en los portadores de par\u00e1lisis o en aqu\u00e9llos que utilizan pr\u00f3tesis. Cuando se lo aplica al deporte, el an\u00e1lisis biomec\u00e1nico ayuda a evaluar el desempe\u00f1o de los atletas, auxiliando en la prevenci\u00f3n de lesiones resultantes de la sobrecarga, am\u00e9n de comparar los m\u00e9todos de ense\u00f1anza de una determinada t\u00e9cnica deportiva y evaluar equipamientos deportivos. La metodolog\u00eda tambi\u00e9n puede usarse para evaluar grados de habilidad o destreza en estudios ergon\u00f3micos.<\/p>\n

Pese a no ser un sistema totalmente in\u00e9dito, el Dvideow presenta varias novedades con relaci\u00f3n al que ya existe en el mercado. La primera de \u00e9stas es precisamente su flexibilidad, toda vez que diferentes tipos de aplicaciones pueden desarrollarse con el mismo\u00a0software<\/em>. Otra diferencia, que tambi\u00e9n se configura como una ventaja, es el hecho de que este sistema se basa imtegralmente en el v\u00eddeo.<\/p>\n

An\u00e1lisis de la marcha
\n<\/strong>Al contrario que otros sistemas, el Dvideow no trabaja con c\u00e1maras infrarrojas, en las cuales los marcadores activos de diodos emisores de luz (LEDs), sujetos en el cuerpo de la persona, emiten la luz infrarroja registrada por las c\u00e1maras. “Esto impide el desarrollo de un aplicativo para seguir a los jugadores de f\u00fatbol, por ejemplo”, explica el investigador. En cada una del las aplicaciones fueron desarrolladas herramientas espec\u00edficas e innovadoras. En el aplicativo para el an\u00e1lisis de la marcha, por ejemplo, se mont\u00f3 un modelo para monitorear el cuerpo humano por entero y no solamente los miembros inferiores.<\/p>\n

El an\u00e1lisis de la marcha ser\u00e1 probablemente el principal aplicativo utilizado del sistema. Esta metodolog\u00eda plantea efectuar la descripci\u00f3n y la cuantificaci\u00f3n de los movimientos de los miembros inferiores y dem\u00e1s partes del cuerpo de una persona mientras \u00e9sta camina. Para tal fin, se fijan decenas de marcadores retroreflectivos en puntos previamente definidos, que permiten la identificaci\u00f3n de los diversos segmentos \u00f3seos (brazos, antebrazos, muslos, rodillas, etc.). Las seis c\u00e1maras son calibradas y la persona que lleva los marcadores en el cuerpo se desplaza frente a \u00e9stas. Las im\u00e1genes son trasmitidas a las computadoras y la posici\u00f3n de cada marcador es medida autom\u00e1ticamente. Con base en la posici\u00f3n de esos marcadores, se calculan los \u00e1ngulos entre los segmentos del cuerpo, las rotaciones, las distancias recorridas y las velocidades de movimiento.<\/p>\n

La metodolog\u00eda de an\u00e1lisis de marcha es actualmente utilizada por varios laboratorios de recuperaci\u00f3n motora en Brasil, como el de la Asociaci\u00f3n de Asistencia al Ni\u00f1o Deficiente (AACD) de S\u00e3o Paulo. Dicha entidad ayuda a los profesionales a decidir qu\u00e9 tipo de intervenci\u00f3n se debe hacer en cada paciente. “La diferencia del Dvideow con relaci\u00f3n al utilizado por AACD reside en que nuestro sistema utiliza un registro de imagen, y el de ellos se basa en la luz infrarroja”, dice el investigador. “El sistema utilizado en esa entidad facilita la medici\u00f3n autom\u00e1tica del movimiento, pero no suministra la informaci\u00f3n visual”.<\/p>\n

La desventaja de no contar con la imagen reside en que el equipo de evaluaci\u00f3n se queda sin un par\u00e1metro cualitativo (visual) del movimiento que acompa\u00f1e al cuantitativo. “Muchas veces, el registro visual suministra informaciones importantes para el m\u00e9dico. Algunas caracter\u00edsticas no comprendidas en el gr\u00e1fico pueden ser el resultado del movimiento de un brazo, por ejemplo. Y eso solamente se notar\u00e1 en un sistema que monitoree las extremidades superiores y trabaje con im\u00e1genes, tal como es el caso del nuestro”, explica Barros. Otra ventaja del Dvideow es su bajo costo. “El sistema de AACD cuesta alrededor de 300 mil d\u00f3lares, mientras que el nuestro no super\u00f3 los 50 mil reales”, afirma el investigador.<\/p>\n

Jugadores de f\u00fatbol
\n<\/strong>El Dvideow tambi\u00e9n puede usarse para seguir y analizar el movimiento de los jugadores durante un partido de f\u00fatbol. Para hacer posible el desarrollo de esta metodolog\u00eda, el investigador concret\u00f3 un acuerdo hace dos a\u00f1os con el club de f\u00fatbol Guaran\u00ed, de Campinas. Cuatro c\u00e1maras fueron dispuestas en el estadio de la instituci\u00f3n en los d\u00edas de cotejo, para la captaci\u00f3n de las im\u00e1genes, que luego fueron exhaustivamente estudiadas. “Grabamos varios juegos y ahora, con el sistema ya finalizado, pretendemos suministrarle informaciones al entrenador y al equipo de preparaci\u00f3n f\u00edsica del Guaran\u00ed o de otros cuadros interesados”.<\/p>\n

La idea de este aplicativo consiste en lograr identificar autom\u00e1ticamente la posici\u00f3n de todos los atletas durante el juego, confeccionando un mapa de la trayectoria que cada uno de \u00e9stos recorre durante los 90 minutos de juego. Para que esto sea posible, cada jugador es identificado por el operador del sistema en una imagen inicial, y a partir de all\u00ed, los atletas son seguidos autom\u00e1ticamente en las alrededor de 40 mil im\u00e1genes registradas en cada c\u00e1mara. Cuando ocurren situaciones en las cuales el sistema puede confundirse en la identificaci\u00f3n de los atletas – por ejemplo, en una aglomeraci\u00f3n de jugadores en el \u00e1rea chica -, un operador verifica se no se produjeron fallas de identificaci\u00f3n. Una vez captadas las im\u00e1genes, \u00e9stas son procesadas y transformadas en gr\u00e1ficos, con los cuales se efect\u00faa una especie de inventario sobre el comportamiento de los jugador en la cancha.<\/p>\n

La primer ventaja de esta metodolog\u00eda es la posibilidad de evaluar variables relacionadas con el estado f\u00edsico de los jugadores durante el partido. “Podremos saber qu\u00e9 distancia recorri\u00f3 cada atleta, cu\u00e1l fue la velocidad promedio de sus desplazamientos y cu\u00e1l fue el porcentaje de tiempo durante el cual el mismo permaneci\u00f3 est\u00e1tico, corri\u00f3 o alcanz\u00f3 picos de velocidad”, afirma Barros. Estas informaciones son \u00fatiles para los profesionales encargados de la preparaci\u00f3n y la planificaci\u00f3n de las actividades f\u00edsicas del plantel, y adem\u00e1s ayudan en la elaboraci\u00f3n del esquema t\u00e1ctico. “El sistema efect\u00faa una especie de fotograf\u00eda del juego, a una velocidad de siete cuadros y medio por segundo. Con ello disponemos de la evoluci\u00f3n del esquema t\u00e1ctico del equipo”, dice el investigador.<\/p>\n

Movimientos respiratorios
\n<\/strong>El tercer aplicativo del sistema se refiere al an\u00e1lisis de los movimientos respiratorios. Para tal fin, son colocados marcadores retroflectivos en el tronco de la persona y se efect\u00faa la captura de im\u00e1genes por medio de cuatro c\u00e1maras. El m\u00e9todo m\u00e1s com\u00fan para evaluar la capacidad respiratoria es la espirometr\u00eda, que trabaja con el volumen de gases intrcambiados entre el individuo y una m\u00e1quina, en este caso un espir\u00f3metro. La metodolog\u00eda del Dvideow representa un avance con relaci\u00f3n a esa t\u00e9cnica, pues adem\u00e1s de evaluar la capacidad respiratoria, tambi\u00e9n es capaz de identificar cu\u00e1les compartimientos del t\u00f3rax y del abdomen son m\u00e1s utilizados en el movimiento respiratorio. De esta manera es posible verificar las alteraciones funcionales inducidas por los ejercicios f\u00edsicos, patolog\u00edas o accidentes.<\/p>\n

“Pretendemos identificar de qu\u00e9 modo la actividad f\u00edsica altera los patrones o las maneras de respirar”, dice Barros. De acuerdo con el investigador, un estudio realizado con este sistema mostr\u00f3 que las personas que practicaban yoga durante mucho tiempo pasan a tener un determinado tipo de respiraci\u00f3n diferente que el de las personas sedentarias. “El sistema mostr\u00f3 un cambio de patr\u00f3n. La primera alteraci\u00f3n que se not\u00f3 fue la disminuci\u00f3n de la frecuencia respiratoria, tendiente a una respiraci\u00f3n m\u00e1s profunda, m\u00e1s amplia. Ese aspecto podr\u00eda detectarse con otras metodolog\u00edas, pero lo m\u00e1s interesante fue observar que en las personas que practicaban yoga existe un trabajo m\u00e1s acentuado de la regi\u00f3n abdominal en comparaci\u00f3n con la regi\u00f3n tor\u00e1cica”.<\/p>\n

Reconstrucci\u00f3n de superficies
\n<\/strong>El \u00faltimo aplicativo del Dvideow se destina a la reconstrucci\u00f3n tridimensional y al an\u00e1lisis de superficies del cuerpo humano. Esto es importante para la confecci\u00f3n de asientos ortop\u00e9dicos anat\u00f3micos o hormas de calzados, por ejemplo. La t\u00e9cnica utilizada es la proyecci\u00f3n de luz sobre el cuerpo. “La ventaja de esta t\u00e9cnica consiste en que no utilizamos marcadores fijados en el individuo, pues \u00e9stos se limitan a algunas decenas. Utilizamos un proyector de diapositivas que emite luz con un patr\u00f3n de centenas de puntos, que cubren a la persona”, explica Barros. “Con base en la imagen captada por las c\u00e1maras, reconstruimos cada uno de esos puntos, en una densidad de uno o dos puntos por cent\u00edmetro cuadrado, formando una especie de mapa topogr\u00e1fico tridimensional de la regi\u00f3n estudiada”.<\/p>\n

La industria de calzados utiliza actualmente una t\u00e9cnica similar, con equipamientos de barredura de l\u00e1ser, para crear modelos de zapatos. “La desventaja de esta t\u00e9cnica reside en que la pierna de la persona permanece inmobilizada, mientras que un lector \u00f3ptico reconstruye la superficie del pie”, explica el investigador. Con el Dvideow es posible tambi\u00e9n analizar movimientos. “En el caso de los calzados, pretendemos observar la deformaci\u00f3n del pie durante la marcha, cuando el mismo sufre deformaciones que muchas veces no son respetadas por el zapato”.<\/p>\n

Doctorado alem\u00e1n
\n<\/strong>El sistema Dvideow naci\u00f3 durante el doctorado realizado por el investigador en el Instituto de Biomec\u00e1nica de la Universidad de Deportes de la ciudad de Colonia, Alemania, en 1997. “Al regresar a Brasil, me traje un prototipo del sistema, que todav\u00eda funcionaba con c\u00e1maras anal\u00f3gicas y microcomputadoras 486. Posteriormente nos asociamos al Instituto de Computaci\u00f3n de la Unicamp, en particular con los profesores Neucimar Leite y Ricardo Anido, y parte del sistema fue desarrollado durante el doctorado del alumno Pascual Figueroa.<\/p>\n

El siguiente paso fue hacer que el sistema pasase a la interfaz Windows, que es m\u00e1s amigable, e introducir algunas t\u00e9cnicas y teor\u00edas matem\u00e1ticas m\u00e1s avanzadas, aplicadas al procesamiento de im\u00e1genes”, comenta Barros. “Pero con el apoyo financiero de la FAPESP logramos migrar hacia una tecnolog\u00eda m\u00e1s eficiente, en este caso la digital, tanto para las c\u00e1maras como para el an\u00e1lisis de las grabaciones”. El proyecto cont\u00f3 tambi\u00e9n con la participaci\u00f3n de Ren\u00e9 Brenzikofer y Euclydes Cust\u00f3dio Lima Filho, profesores del Laboratorio de Biomec\u00e1nica de la Unicamp, \u00e9ste \u00faltimo fallecido en mayo de este a\u00f1o.<\/p>\n

Seg\u00fan Ricardo Barros, el sistema, pese a su enorme potencial comercial, fue proyectado y desarrollado para la investigaci\u00f3n. “Inicialmente nuestro objetivo se vinculaba a la demanda del Laboratorio de Instrumentaci\u00f3n Biomec\u00e1nica, que necesitaba un sistema de an\u00e1lisis como \u00e9ste”. En un segundo momento, el profesor coloc\u00f3 el Dvideow a disposici\u00f3n gratis para otras instituciones de investigaci\u00f3n, tales como el Departamento de Educaci\u00f3n F\u00edsica de la Unesp de R\u00edo Claro. “No tenemos todav\u00eda ninguna perspectiva comercial, ya que nuestra finalidad principal es efectivamente la investigaci\u00f3n. Pero estamos abiertos, si hubiera inter\u00e9s por parte de alguna empresa que desee comercializarlo”.<\/p>\n

El Proyecto<\/strong>
\nDesarrollo de un Sistema para el An\u00e1lisis Biomec\u00e1nico de los Movimientos Humanos<\/em>
\nModalidad<\/strong>
\nL\u00ednea Regular de Auxilio a la Investigaci\u00f3n
\nCoordinador<\/strong>
\nRicardo Machado Leite de Barros – Facultad de Educaci\u00f3n F\u00edsica – Unicamp
\nInversi\u00f3n<\/strong>
\nR$ 70.647,50<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un sistema analiza a atletas y otras personas con deficiencias motrices","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[116],"class_list":["post-76454","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76454","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76454"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76454\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76454"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76454"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76454"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=76454"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}