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domenica 3 gennaio 2010

Le nanotecnologie nel settore della “motion capture”


La Motion Capture è una tecnica innovativa di animazione digitale, che permette di applicare a soggetti virtuali i movimenti di persone o animali ripresi in tempo reale, riproducendoli istantaneamente sullo schermo tramite appositi sensori, che sono inseriti sia nei punti di giuntura delle ossa che nelle zone di contrazione dei muscoli.
Gli strumenti attualmente in uso per l’analisi del movimento, di tipo stereofotogrammetrico, magnetico o elettromeccanico, forniscono risultati molto precisi, ma devono essere usati in locali speciali, che sono vincolanti per il soggetto in esame.
Queste tecnologie possono anche fare uso di piccoli LED attaccati in punti chiave sul busto, sugli arti e sulla testa di una persona, ed attraverso i movimenti di questi punti che sono catturati da una serie di telecamere, si può creare uno scheletro virtuale del soggetto, che in seguito potrà guidare i movimenti rielaborati al computer.
Per superare questi problemi sono stati progettati dei “sensing garments” mediante l’integrazione di sensori basati su di un elastomero conduttore con un tessuto elastico. Dato che questi sensori hanno proprietà piezoresistive, la deformazione del tessuto può essere correlata ad una variazione della resistenza elettrica del sensore.
La realizzazione di questi nuovi dispositivi indossabili basati su tessuti elettronici, utili nel campo della “motion capture” sfrutterà la tecnologia MEMS composta da giroscopi, accelerometri, emettitori di ultrasuoni e microfoni, realizzando un sistema economico ed affidabile per la rilevazione dei movimenti del corpo umano.
Tutto questo può rappresentare una sorta di evoluzione delle attuali tecniche di motion capture, utilizzate normalmente in ambito cinematografico e videoludico, per la creazione di modelli grafici tridimensionali in grado di imitare le movenze umane.
Il monitoraggio dei parametri legati ai movimenti umani trova molteplici applicazioni sia in campo medico come nella diagnostica e nella riabilitazione, che nelle applicazioni di computer animation e nei videogames.
In particolare nel settore della “motion capture” il guanto, usato per la riproduzione in ambiente virtuale dei movimenti della mano, è uno dei device più critici dal punto di vista realizzativi, ma nello stesso tempo è uno dei più interessanti in termini di opportunità nel mercato hi-tech.
Per questo motivo sono molte le aziende nanotech che si impegnano nel centrare l’obiettivo della progettazione di un device affidabile e dai costi contenuti.
In questo settore uno dei centri di ricerca di maggior prestigio si trova presso l’Università di Pisa che attraverso il Centro Interdipartimentale E. Piaggio, sviluppa da tempo interfacce tattili e cinestetiche in grado di analizzare, codificare e replicare in ambiente virtuale i movimenti umani.
Lo sviluppo di un tessuto nanotech del guanto che porterà vantaggi in termini di costo, adattamento ai movimenti, vestibilità, leggerezza e comfort, la progettazione di sensori e connessioni del guanto, la costruzione di un adeguato sistema di trasmissione dei segnali dal device al PC sono le principali innovazioni proposte da queste ricerche tecnologiche.
Per quanto detto un ruolo fondamentale in questa tipologia di prodotti è interpretato senz’altro dall’elettronica ma, ancor più, dai tessuti che li costituiscono e ne determinano le caratteristiche sia fisiche che ergonomiche.