IT202100017558A1 - Metodo e sistema di assistenza all’esecuzione di esercizi fisici - Google Patents

Metodo e sistema di assistenza all’esecuzione di esercizi fisici Download PDF

Info

Publication number
IT202100017558A1
IT202100017558A1 IT102021000017558A IT202100017558A IT202100017558A1 IT 202100017558 A1 IT202100017558 A1 IT 202100017558A1 IT 102021000017558 A IT102021000017558 A IT 102021000017558A IT 202100017558 A IT202100017558 A IT 202100017558A IT 202100017558 A1 IT202100017558 A1 IT 202100017558A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
exercise
physical exercise
index
correlation
execution
Prior art date
Application number
IT102021000017558A
Other languages
English (en)
Inventor
Sergio Matteo Savaresi
Mara Tanelli
Marco Centurioni
Fabio Piccoli
Original Assignee
Milano Politecnico
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Milano Politecnico filed Critical Milano Politecnico
Priority to IT102021000017558A priority Critical patent/IT202100017558A1/it
Priority to PCT/IB2022/056106 priority patent/WO2023275816A1/en
Publication of IT202100017558A1 publication Critical patent/IT202100017558A1/it

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/30—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to physical therapies or activities, e.g. physiotherapy, acupressure or exercising
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1123—Discriminating type of movement, e.g. walking or running
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/681—Wristwatch-type devices
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
    • A61B2503/10—Athletes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2505/00—Evaluating, monitoring or diagnosing in the context of a particular type of medical care
    • A61B2505/09—Rehabilitation or training
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches

Description

METODO E SISTEMA DI ASSISTENZA ALL?ESECUZIONE DI ESERCIZI
FISICI
DESCRIZIONE
CAMPO TECNICO
La presente invenzione si riferisce al settore dei sistemi elettronici. in maggiore dettaglio la presente invenzione di riferisce a un metodo e un sistema di assistenza all?esecuzione di esercizi fisici.
STATO DELL'ARTE
L?utilizzo di dispositivi per monitoraggio dei parametri fisiologiche di un utente ha una larga diffusione. In particolare, questi dispositivi sono dispositivi elettronici indossabili configurati per rilevare varie informazioni fisiologiche dell?utente quali il battito cardiaco, il movimento nello spazio, periodi di veglia e di sonno, ecc.
Queste informazioni hanno consentito lo sviluppo di metodi e sistemi in grado di monitorare e valutare l?attivit? fisica dell?utente.
Per esempio, US 10,293,207 descrive un sistema in grado di identificare ?eventi? predeterminati sulla base delle informazioni fornite da un dispositivo indossabile. Questi eventi sono riconducibili a un movimento di interesse come l?esecuzione un?attivit? fisica intensa. Il sistema prevede di valutare la prestazione dell?utente sulla base dell?analisi dell?energia sprigionata dall?utente durante l?evento identificato.
In altre parole, sono noti metodi e sistemi che permettono di monitorare e classificare le attivit? fisiche eseguite da un utente. Inoltre, questi metodi e sistemi sono configurati per fornire informazioni aggiuntive quali l?energia generata durante l?esecuzione di un esercizio fisico riconosciuto o il consumo di calorie associato all?esecuzione dell?esercizio fisico.
Tuttavia, queste soluzioni note non permettono di ottenere alcuna informazione utile riguardo la qualit? di esecuzione di un esercizio. Questo ? un aspetto importante legato all?attivit? fisica. Infatti, i benefici derivanti dall?attivit? fisica sono condizionati dal fatto che questa sia eseguita in maniera corretta, rispettando le capacit? e la fisiologia dell?utente. Diversamente, l?esecuzione di esercizi fisici in maniera non corretta porta intuibilmente a condizioni di affaticamento muscolare e infortuni anche gravi, quindi ottenendo un risultato opposto a quello desiderato di migliorare le proprie capacit? fisiche/motorie.
La Richiedente ha individuato alcuni metodi e sistemi noti che cercano di risolvere tale problema.
Per esempio, US 10,789,708 propone un metodo e un sistema configurato per identificare movimenti scorretti del torso di un utente durante la corsa.
US 10,729,964 descrive, invece, un sistema in cui un utente ? monitorato per mezzo di uno o pi? dispositivi elettronici, tra cui un dispositivo elettronico indossabile. Il sistema ? configurato per identificare l?occorrenza di eventi che corrispondano a uno o pi? modelli precedentemente selezionati. Il sistema ? anche configurato per fornire una valutazione della prestazione basato su un grado di corrispondenza tra l?attivit? identificata e il modello memorizzato dal sistema.
La Richiedente ha notato che le soluzioni note hanno un successo limitato nella valutazione della qualit? di esecuzione di un esercizio fisico. In particolare, le soluzioni note richiedono pi? dispositivi di monitoraggio sia indossabili sia non indossabili al fine di valutare correttamente la qualit? di un esercizio, cosa che rende l?implementazione di tali sistemi e metodi complessa e onerosa. Inoltre, la Richiedente ha osservato che le soluzioni note sono in grado di valutare un numero estremamente ristretto di esercizi tipicamente selezionato a priori.
SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE
? scopo della presente invenzione quello di superare gli inconvenienti dell?arte nota.
In particolare, ? scopo della presente invenzione fornire un metodo e un relativo sistema semplice ed efficiente in grado di valutare la qualit? di esecuzione di una svariata tipologia di esercizi fisici in modo affidabile.
Inoltre, ? uno scopo della presente invenzione fornire un metodo e un relativo sistema configurati per avvisare tempestivamente un utente quando ? eseguito un esercizio in maniera non corretta e/o sub-ottima.
Infine, ? uno scopo della presente invenzione fornire un metodo e un relativo sistema configurati per segnalare a un utente il momento di interrompere la ripetizione di un esercizio per prevenire infortuni.
Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un sistema incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione.
Secondo un primo aspetto, la presente invenzione ? diretta a un metodo di assistenza all?esecuzione di esercizi fisici. Il metodo comprende i passi di:
- per mezzo di un dispositivo elettronico indossabile indossato da un utente, acquisire una pluralit? di misure effettuate da una pluralit? di sensori inerziali compresi nel dispositivo elettronico indossabile;
- determinare se le misure acquisite sono indicative di almeno un esercizio fisico eseguito dall?utente;
- in caso affermativo, calcolare un indice di qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico sulla base delle misure acquisite riferite all?esecuzione dell?almeno un esercizio fisico eseguito;
- verificare se l?indice di qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico ? inferiore a un valore di soglia;
- in caso affermativo, generare un segnale di errore, laddove il segnale di errore comprende un messaggio comprensibile a un utente che indossa il dispositivo elettronico indossabile.
Grazie a questa soluzione ? possibile ottenere una valutazione oggettiva della qualit? di esecuzione di un qualsiasi esercizio eseguito dall?utente in modo completamente automatico e con risorse hardware estremamente limitate. In particolare, sono sostanzialmente necessari solo sensori inerziali, per esempio accelerometri lineari, per eseguire in modo corretto il metodo.
In una forma di realizzazione, il passo di determinare se le misure acquisite sono indicative di un esercizio fisico eseguito dall?utente comprende:
- verificare se l?esercizio fisico eseguito dall?utente ha una componente di movimento principale, ossia una componente di movimento allineata a una direzione o un primo piano principale con un valore assoluto massimo maggiore di qualsiasi altra componente di movimento allineata a una rispettiva direzione o piano, e
in caso affermativo, il passo di calcolare un indice di qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico comprende:
- calcolare un indice di prestazione direzionale indicativo di una deviazione durante l?esecuzione dell?almeno un esercizio fisico identificato rispetto a un movimento allineato alla direzione o al piano principale associato a detto esercizio fisico identificato.
In questo modo, ? possibile identificare una prima categoria di esercizi fisici che possono essere valutati in modo affidabile. In particolare, la richiedente ha osservato che la qualit? di esercizi fisici che hanno una componente di movimento principale pu? essere valutata in modo semplice valutando un livello di scostamento o di corrispondenza del movimento rispetto a una direzione ideale cui la componente di movimento dovrebbe essere allineata.
Preferibilmente, le componenti di movimento corrispondono a una terna di velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A >aventi direzioni parallele a una terna di assi di riferimento xA, yA e zA che ha origine nel fitness tracker.
La Richiedente ha rilevato che l?utilizzo della velocit? risulta pi? semplice da utilizzare rispetto al valore dell?accelerazione, in quanto caratterizzato da una dinamica pi? semplice. Diversamente, l?utilizzo della posizione in funzione del tempo avrebbe introdotto un errore eccessivo a meno di aumentare sostanzialmente la complessit? di elaborazione e, quindi, le risorse hardware necessarie a eseguire il metodo, in particolare dovendo eseguire un?operazione di doppia integrazione sulle misure di accelerazione fornite dai sensori inerziali del dispositivo indossabile.
Ancor pi? preferibilmente, l?indice di prestazione direzionale ? calcolato come:
dove IPD ? l?indice di prestazione direzionale, D(vx<A>), D(vy<A>) e D(vz<A>) sono gli indici di dispersione di Poisson delle velocit? ? l?indice di dispersione di Poisson della velocit? corrispondente alla componente di movimento principale tra le velocit?.
La Richiedente ha determinato che definire in questo modo l?indice di prestazione direzionale permette un calcolo rapido ed efficiente dello stesso. Inoltre, l?indice di prestazione direzionale cos? calcolato risulta particolarmente affidabile e indipendente da peculiarit? o esperienza dell?atleta che esegue l?esercizio fisico. Inoltre, l?indice di prestazione direzionale non richiede l?utilizzo di misure, velocit? o altre informazioni di riferimento.
In aggiunta, quando l?esercizio fisico eseguito dall?utente non ha una componente di movimento principale ? previsto di:
- identificare una tipologia di esercizio fisico eseguito dall?utente sulla base delle misure acquisite riferite all?esecuzione dell?almeno un esercizio fisico eseguito, e - calcolare un indice di prestazione di correlazione indicativo di un confronto tra la correlazione tra coppie delle misure acquisite riferite all?esecuzione dell?almeno un esercizio fisico e la correlazione tra coppie di un set di misure di riferimento.
Grazie a questa soluzione ? possibile valutare la qualit? di esecuzione di esercizi che non sono caratterizzati da una componente di movimento principale allineata lungo una specifica direzione in modo semplice ed affidabile.
Preferibilmente, il passo di calcolare un indice di prestazione di correlazione comprende:
- calcolare una terna di coefficienti di correlazione tra coppie di velocit? come:
dove ano l?operazione di correlazione tra le cop rispettivamente, e calcolare l?indice di prestazione di correlazione come:
I
d sono coefficienti di correlazione di riferimento associati alla tipologia di esercizio fisico identificata.
Ancor pi? preferibilmente, la correlazione tra coppie di velocit? ? calcolata come un indice di correlazione lineare di Pearson.
La Richiedente ha determinato che le componenti di movimento, come la velocit?, di un esercizio fisico sono correlate tra loro in quanto parte, appunto, del medesimo esercizio fisico. In altre parole, l?analisi delle correlazioni tra le componenti di movimento permette di ottenere in modo statico un?informazione attendibile sulla dinamica dei movimenti associati all?esecuzione dell?esercizio fisico. Di conseguenza, ? possibile valutare in modo estremamente semplice e veloce la qualit? di esecuzione di un esercizio fisico confrontando le correlazioni tra componenti di movimento calcolate e un set di correlazioni di riferimento associate all?esercizio fisico eseguito.
In una forma di realizzazione, ulteriormente comprendente il passo di determinare il valore di soglia utilizzato per verificare l?indice di qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico sulla base di un livello di competenza dell?utente che indossa il dispositivo elettronico indossabile.
In aggiunta o in alternativa il valore di soglia pu? essere basato su un carico sostenuto dall?utente che indossa il dispositivo elettronico indossabile durante l?esecuzione dell?esercizio.
Grazie a questa soluzione ? possibile adattare il valore di soglia e quindi l?identificazione dell?esecuzione di un esercizio scorretto in modo personalizzato, sulla base delle competenze e/o della quantit? di carico sostenuta dall?utente in modo da fornire indicazioni pi? calzanti all?effettiva condizione di esecuzione dell?esercizio.
In aggiunta o in alternativa, ? previsto di controllare un andamento del valore dell?indice di prestazione direzionale o del indice di prestazione di correlazione durante pluralit? di esecuzioni consecutive dell?esercizio fisico. Nel caso detto andamento sia inferiore o si discosti da un intervallo di valori di andamento atteso, generare un messaggio di allerta comprendente un?indicazione intellegibile all?utente per interrompere l?attivit? di esecuzione dell?esercizio fisico.
Grazie a questa soluzione ? possibile identificare tempestivamente condizioni di affaticamento nell?utente che portano a una riduzione progressiva nella qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico e, quindi, accrescono un rischio di infortuni.
In una forma di realizzazione, le misure fornite dal gruppo sensori si riferiscono a un sistema di riferimento euclideo definito una prima terna di assi con origine nel dispositivo elettronico indossabile, e in cui ? previsto di convertite le misure in modo che siano riferite a un sistema di riferimento euclideo definito da una seconda terna di assi con origine nel dispositivo elettronico indossabile e orientati in modo che un asse sia parallelo alla direzione della forza di accelerazione di gravit?.
In questo modo ? possibile analizzare con maggiore precisione e semplicit? le misure fornite dai sensori inerziali.
Un differente aspetto della presente invenzione riguarda un sistema di assistenza all?esecuzione di esercizi fisici comprendente: un dispositivo elettronico indossabile e un?unit? di elaborazione. Il dispositivo elettronico indossabile comprende una pluralit? di sensori inerziali ed ? configurato per trasmettere una pluralit? di misure effettuate dai sensori inerziali all?unit? di elaborazione. Il sistema ? configurato per eseguire il metodo secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione sopra esposte.
Ulteriori caratteristiche e scopi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
L?invenzione verr? descritta qui di seguito con riferimento ad alcuni esempi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo, ed illustrati nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari.
La Figura 1 illustra schematicamente un sistema di assistenza all?esecuzione di esercizi fisici secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
la Figura 2 ? uno schema a blocchi di un dispositivo elettronico indossabile compreso nel sistema della presente invenzione;
la Figura 3 ? uno schema a blocchi di un?unit? di gestione remota compreso nel sistema della presente invenzione, e
la Figura 4 ? una rappresentazione schematica di un utente che indossa un dispositivo elettronico indossabile durante l?esecuzione di un esercizio;
la Figura 5 ? diagramma di flusso di metodo di assistenza all?esecuzione di un esercizio fisico secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
le Figure 6a e 6b sono grafici delle velocit? lungo tre assi di riferimento in funzione del tempo durante l?esecuzione di un esercizio fisico in modo corretto e non corretto, rispettivamente, e
le Figure 7a e 7b sono grafici delle correlazioni tra coppie di velocit? lungo tre assi di riferimento in funzione dei campioni di misura acquisiti durante l?esecuzione di un esercizio fisico in modo corretto e in modo non corretto, rispettivamente.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
Mentre l?invenzione ? suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono mostrate nei disegni e saranno descritte qui di seguito in dettaglio. Si deve intendere, comunque, che non vi ? alcuna intenzione di limitare l?invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, l?invenzione intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell?ambito dell?invenzione come definito nelle rivendicazioni.
L?uso di ?ad esempio?, ?ecc.?, ?oppure? indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato. L?uso di ?include? significa ?include, ma non limitato a? a meno che non sia altrimenti indicato.
Con riferimento alla Fig.1 un sistema di assistenza all?esecuzione di esercizi fisici secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, in breve il sistema 1 nel seguito, comprende un dispositivo elettronico indossabile, un fitness tracker 2 nell?esempio considerato, e un?unit? di elaborazione remota, per esempio un server 3.
Il fitness tracker 2 comprende una fascia 10, per consentire a un utente di indossare il fitness tracker al polso, e una scocca 20, preferibilmente impermeabile, la quale racchiude un circuito elettronico 30 (illustrato in Figura 2). Per esempio, la scocca 20 ? formata da una coppia di gusci vincolati tra loro per mezzo di elementi di fissaggio reciproco meccanici ed ? dotato di un?interfaccia utente 21 di ingresso e uscita, per esempio uno schermo comprendente un sensore tattile.
Il circuito elettronico 30 del fitness tracker 2 comprende un gruppo sensori 31, un modulo di controllo 32 ? preferibilmente, comprendente un microcontrollore o un microprocessore ?, un modulo di memoria 33, un modulo di comunicazione 34 ? in grado di scambiare dati con il server via un canale di comunicazione wireless W ? e un modulo di alimentazione 35 ? comprendente una batteria. In particolare, il modulo di controllo 32 ? connesso almeno ai moduli 31, 33, 34 ed ? configurato per governarne il funzionamento. Inoltre, il modulo di alimentazione 35 ? connesso ai moduli 31, 32, 33 e 34 ed ? configurato per erogare energia elettrica di funzionamento agli stessi.
Nelle forme di realizzazione della presente invenzione, il gruppo sensori 31 comprende una pluralit? di sensori inerziali S1-Sn, per esempio una terna di sensori di accelerazione. In dettaglio, ciascun sensore di accelerazione ? configurato per fornire misure dell?accelerazione lungo una rispettiva direzione. Preferibilmente, le tre direzioni sono ortogonali tra loro in modo da definire uno spazio cartesiano tridimensionale x, y, z centrato sul fitness tracker 2. In una forma di realizzazione della presente invenzione, i sensori di accelerazione comprendono ciascuno un accelerometro. Preferibilmente, il gruppo sensori 31 comprende anche una terna di sensori di velocit? angolare, laddove ciascun sensore di velocit? angolare ? configurato per fornire misure di velocit? di rotazione attorno a un rispettivo asse di rotazione. Preferibilmente, ciascun asse di rotazione corrisponde a una delle direzioni x, y, z rispetto a cui sono calcolate le accelerazioni lineari. In una forma di realizzazione, i sensori di velocit? angolare comprendono un giroscopio. Per esempio, il fitness tracker 2 comprende una piattaforma inerziale o Inertial Measurement Unit (IMU).
Con riferimento all?esempio di Figura 4, le misure fornite dal gruppo sensori 31 si riferiscono a un sistema di riferimento euclideo definito dagli assi xT, yT, e zT con origine nel fitness tracker 2 indossato da un utente U. Nella forma di realizzazione considerata, tali misure sono convertite in un sistema di riferimento euclideo ?assoluto? definito dagli assi xA, yA e zA i quali sono determinati in modo che l?asse di elevazione zA sia allineato alla direzione della forza di accelerazione di gravit? g ? la quale ? determinata attraverso l?analisi delle misure fornite dalla terna di accelerometri in modo di per s? noto e quindi non descritto nel dettaglio.
Infine, modulo di comunicazione 34 ? configurato per stabilire il canale di comunicazione W con il fitness tracker 2 attraverso una rete di comunicazione (non illustrata). Per esempio, il modulo di comunicazione 34 comprende un modem wireless configurato per connettersi a un dispositivo intermedio come un modem WiFi, un modem Bluetooth? e/o una stazione base di una rete cellulare (non illustrati) per stabilire una connessione alla rete di comunicazione attraverso cui i dati sono trasferiti al server 3.
Il server 3 ? configurato per scambiare dati con il fitness tracker 2, in particolare memorizzare ed elaborare i dati ricevuti dal fitness tracker 2 e trasmettere un risultato di tale elaborazione al fitness tracker 2.
A tale scopo, il server 3 comprende un modulo di elaborazione 41 ? formato da uno o pi? tra microcontrollori, microprocessori, processori general purpose (CPU) e/o processori grafici (GPU), DSP, FPGA, ASIC, risorse di edge computing, ecc. -, un modulo di memoria 42 preferibilmente configurato per memorizzare grandi quantit? di dati, per esempio, organizzati in uno o pi? database e un modulo di comunicazione 43 configurato per stabilire il canale di comunicazione W con il fitness tracker 2 attraverso una rete di comunicazione (non illustrata). Per esempio, il modulo di comunicazione 33 comprende un modem, preferibilmente, connesso a una rete di telecomunicazione. Infine, Il server 3 comprende uno o pi? moduli ancillari (non illustrati), come uno o pi? moduli di alimentazione configurati per erogare energia di funzionamento necessaria al modulo di elaborazione 41, al modulo di memoria 42 e al modulo di comunicazione 43.
Il server 3 ? configurato per implementare un?applicazione software 4 configurata per valutare una qualit? di esecuzione degli esercizi fisici eseguiti da un utente che indossa il fitness tracker 2 e fornire un messaggio di allerta quando ? identificata un?esecuzione non corretta degli esercizi fisici e, preferibilmente, indicazioni su come correggere l?esecuzione degli esercizi fisici.
Nella forma di realizzazione preferita, l?applicazione software 4 implementa una procedura 100 di assistenza all?esecuzione di esercizi fisici di cui la Figura 4 ? un diagramma di flusso.
La procedura 100 prevede, inizialmente, di acquisire una pluralit? di misure acquisite dal gruppo sensori 31 del fitness tracker 2 (blocco 101). Preferibilmente, le misure sono acquisite in modo continuo e trasmesse al server 3 sostanzialmente in tempo reale, sebbene nulla vieti di trasmettere gruppi di misure acquisite in intervalli di tempo di misura consecutivi. Preferibilmente, il fitness tracker 2 ? configurato per campionare i valori di accelerazione misurati dal gruppo sensori 31 con una frequenza di campionamento predeterminata e trasmettere un flusso (stream) di campioni o gruppi di campioni di misure acquisiti in istanti di tempo consecutivi.
Le misure acquisite sono prima convertite da misure di accelerazione in misure di velocit? (blocco 103) e, quindi, analizzate per determinare se l?utente sta eseguendo un esercizio fisico (blocco decisionale 105). Nella forma di realizzazione considerata, le misure sono analizzate per mezzo di un algoritmo di classificazione, per esempio basato su intelligenza artificiale (IA), configurato per identificare l?esecuzione di un esercizio fisico da uno stato di ?risposo? ? o, pi? in generale, la non esecuzione di un esercizio fisico. Per esempio, ? definita una finestra temporale mobile di osservazione e le misure ottenute dal gruppo sensori 31 sono elaborate per caratteristiche distintive (features) - per esempio, features statistiche, nel dominio delle frequenze, di autocorrelazione e/o di correlazione mista. Le caratteristiche sono poi fornite in ingresso a un algoritmo di machine learning (ML) per determinare se l?utente sta eseguendo un esercizio fisico. Preferibilmente, l?algoritmo di ML ? del tipo XGBoost.
Nel caso non sia identificata l?esecuzione di un esercizio fisico (ramo di uscita N del blocco 105), ? proseguita l?analisi di nuove misure acquisite dal gruppo sensori 31 del fitness tracker 2 ? in altre parole, la procedura ritorna al blocco 101.
Diversamente, nel caso sia identificata l?esecuzione di un esercizio fisico (ramo di uscita Y del blocco 105), ? prima conteggiato un numero di ripetizioni consecutive dell?esecuzione di un esercizio fisico (blocco 107) e, in serie o in parallelo, ? classificato l?esercizio fisico eseguito (blocco decisionale 109). In altre parole, ? identificata una sequenza S comprendente una o pi? esecuzioni di un medesimo esercizio fisico, per esempio, un cosiddetto ?set di ripetizioni? ossia un numero di predeterminato di esecuzioni consecutive del medesimo esercizio fisico ed ? fornito un indice della qualit? dell?esecuzione dell?esercizio fisico eseguito.
Nell?esempio considerato, la classificazione dell?esercizio fisico prevede di determinare se una dinamica dell?esercizio fisico eseguito dall?utente comprenda una componente di movimento principale parallela a una specifica direzione o giacente in un piano specifico. In dettaglio, con componente di movimento della dinamica dell?esercizio fisico si intende uno spostamento, una velocit? e/o un?accelerazione parallele a un rispettivo asse xA, yA e zA di riferimento del fitness tracker 2 durante l?esecuzione dell?esercizio fisico. In alternativa, con componente di movimento si intende uno spostamento che giace in un piano specifico ? nell?esempio considerato, uno dei tre piani ?, ? o ?, ciascuno definito da una coppia di assi xA, yA e zA come apprezzabile in Figura 4. La componente di movimento principale ? la componente di movimento sostanzialmente maggiore delle altre, per esempio, in termini di valore massimo assoluto.
Esempi di esercizi fisici che hanno una dinamica con una componente di movimento principale lungo l?asse zA comprendono, in modo non esaustivo, shoulder press, squat, snatch e loro varianti per i quali la componente principale (spostamento, velocit? o accelerazione) ? orientata lungo una direzione di elevazione. Ancora, esercizi fisici come walking lunge hanno una componente principale orientata lungo l?asse yA ? o il piano ? ? mentre i lateral lunge hanno una componente principale orientata lungo l?asse yA ? o il piano ?.
In una forma di realizzazione, le misure o una rielaborazione delle misure acquisite, sono confrontate con un insieme di misure modello di riferimento memorizzate in una lookup table o un database. Per esempio, le misure di velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A>, allineate agli assi xA, yA e zA, rilevate durante una parte della sequenza S, l?intera sequenza S o una media dei valori delle esecuzioni dell?esercizio fisico della sequenza S sono confrontate con terne di valori di velocit? di riferimento compresi nella lookup table, laddove ciascuna terna di valori di velocit? di riferimento ? associato a esercizi fisici aventi una rispettiva componente di movimento principale (quindi si ha una terna di valori di velocit? di riferimento per ciascun asse xA, yA e zA) o nessuna componente di movimento principale. Quando le misure velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A >corrispondono a, o sono comprese entro un intervallo di tolleranza da, una terna di valori di riferimento, ? identificato un esercizio fisico con componente di movimento principale o senza componente di movimento principale associato alla terna di valori di velocit? di riferimento.
Nell?esempio considerato, la classificazione dell?esercizio fisico eseguita come sopra descritto permette di determinare se una dinamica dell?esercizio fisico eseguito dall?utente debba comprendere, per una corretta esecuzione, una componente di movimento principale parallela a una specifica direzione o giacente in un piano specifico ? nell?esempio considerato, uno dei tre piani ?, ? o ?, ciascuno definito da una coppia di assi xA, yA e zA come apprezzabile in Figura 4.
Quando ? identificato un tipo di esercizio fisico che comprende una componente di movimento, ossia una velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A>, principale lungo una specifica direzione o giacente in un piano ?, ? o ? specifico (ramo di uscita Y del blocco 109), ? calcolato un indice di prestazione direzionale IPD (blocco 111). In dettaglio, l?indice di prestazione direzionale IPD ? una misura della qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico. In altre parole, l?indice di prestazione direzionale IPD indica quanto l?esercizio fisico sia eseguito mantenendo una forma di esecuzione corretta caratterizzata da una componente di movimento sostanzialmente concentrata lungo una direzione predeterminata.
Nella forma di realizzazione preferita, l?indice di prestazione direzionale IPD ? un rapporto tra l?indice di Poisson (o relative variance in inglese, ossia un rapporto tra la varianza e la media aritmetica di una variabile considerata) del componente di movimento principale e la somma degli indici di Poisson di tutte le componenti di movimento calcolate per la sequenza S di esecuzioni dell?esercizio fisico. Per esempio, considerando un esercizio fisico in cui la velocit? principale ? la velocit? parallela all?asse zA, l?indice di prestazione direzionale IPD ? definito in forma percentuale come:
(1) laddove D(vx<A>), D(vy<A>) e D(vz<A>) sono gli indici di Poisson delle velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A >calcolate per la sequenza S di esecuzioni dell?esercizio fisico considerata. In particolare, pi? l?indice di prestazione direzionale IPD si avvicina a 100% migliore sar? la qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico.
L?indice di prestazione direzionale IPD ? poi confrontato con un valore di soglia di prestazione direzionale (blocco decisionale 113), per esempio compreso tra 90% e 98%, preferibilmente pari a 96%. In altre parole, ? verificato se le componenti di movimento evidenziano una deviazione (eccessiva) rispetto alla direzione o al piano principale, ossia se la componente di movimento principale si riduce eccessivamente.
Nel caso l?indice di prestazione direzionale IPD ? uguale o maggiore al valore di soglia di prestazione direzionale (ramo di uscita Y del blocco 113), l?esercizio fisico ? considerato eseguito correttamente, come nel caso di Figura 6a che illustra un grafico delle velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A >in funzione del tempo durante l?esecuzione di un set di shoulder press, in cui la velocit? vz<A >lungo la direzione principale zA di esecuzione dell?esercizio fisico ? sostanzialmente maggiore delle velocit? vx<A >e vy<A >che si sviluppano nel piano ?. Opzionalmente, ? previsto di trasmettere un messaggio di esercizio fisico corretto al fitness tracker 2 contenente un?informazione che conferma la corretta esecuzione dell?esercizio fisico all?utente U, per esempio comprendente il valore dell?indice di prestazione direzionale IPD (blocco 115). In altre parole, l?utente U riceve una valutazione della forma di esecuzione dell?esercizio fisico dopo ogni set di ripetizioni dell?esercizio fisico.
Al contrario, quando l?indice di prestazione direzionale IPD ? inferiore al valore di soglia di prestazione direzionale (ramo di uscita N del blocco 113), l?esercizio fisico ? considerato eseguito in modo non corretto, come nel caso di Figura 6b che illustra un grafico delle velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A >in funzione del tempo durante l?esecuzione di un set di shoulder press, in cui le velocit? vx<A >e vy<A >che si sviluppano nel piano ? portano a una riduzione dell?indice di prestazione direzionale IPD eccessiva ? per esempio, l?IPD del caso in Figura 6b ? circa pari a 73% - o, dualmente, una percentuale di errore direzionale (definito come 1 - IPD) supera un valore limite. Di conseguenza, ? trasmesso un messaggio di esercizio fisico non corretto al fitness tracker 2 contenente un?informazione che avvisa l?utente U di una esecuzione non corretta dell?esercizio fisico, per esempio comprendente il valore dell?indice di prestazione direzionale IPD (blocco 117).
Tornando al blocco decisionale 109, quando ? identificato un tipo di esercizio fisico che non comprende una componente di movimento principale, ossia una velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A>, lungo una specifica direzione o giacente in un piano specifico (ramo di uscita N del blocco 109), ? identificata l?esatta tipologia di esercizio eseguito (blocco 119) ed ? poi calcolato un indice di prestazione di correlazione IPC (blocco 121).
Per esempio, le misure sono analizzate per mezzo di un algoritmo classificatore, per esempio, basato su una IA opportunamente addestrata, per identificare la tipologia esercizio fisico eseguita dall?utente. In generale, l?identificazione della tipologia di esercizio fisico svolto tramite IA ? eseguita in modo sostanzialmente corrispondente a quanto sopra descritto in relazione all?identificazione dell?esecuzione di un esercizio fisico mutatis mutandis. Per esempio, ? utilizzata una rete neurale artificiale di tipo percettrone multistrato o MLP (acronimo dell?inglese MultiLayer perceptron) addestrata per identificare con precisione l?esatta tipologia di esercizio fisico eseguita dall?utente.
Inoltre, anche in questo caso, l?indice di prestazione di correlazione IPC ? una misura della qualit? della tecnica di esecuzione dell?esercizio fisico valutata su una sequenza S di due o pi? esecuzioni del medesimo esercizio fisico, preferibilmente, un cosiddetto ?set di ripetizioni? ossia un numero di predeterminato di esecuzioni del medesimo esercizio fisico sostanzialmente in continuit?. Diversamente dall?indice di prestazione di direzionalit? IPD, l?indice di prestazione di correlazione IPC ? basato su una relazione tra i valori di correlazione tra le velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A>. Nella forma di realizzazione preferita, sono calcolati coefficienti di correlazione tra coppie di velocit?:
<(2)>
dove corr(A, B) indica l?operazione di correlazione tra una variabile A e una variabile B. Nella forma di realizzazione considerata, l?operazione di correlazione comprende il calcolo dell?indice di prestazione di correlazione lineare di Pearson, ossia:
(3)
dove i ? un indice che va da 1 a N con N intero e corrispondente al numero di misure considerate. Di conseguenza i coefficienti di correlazione rxy, rxz e ryz sono valori compresi tra -1 e 1.
Infine, l?indice di prestazione di correlazione IPC ? calcolato come una combinazione dei coefficienti di correlazione confrontati con dei coefficienti di correlazione di riferimento ottenuti dall?analisi delle misure di una pluralit? di esercizi fisici eseguiti correttamente. Nella forma di realizzazione considerata l?indice di prestazione di correlazione IPC ? calcolato in forma percentuale nel seguente modo:
(4)
dove ????, ???? e ???? sono coefficienti di correlazione di riferimento associati alla tipologia di esercizio fisico identificata (al blocco 119). Anche in questo caso pi? il valore dell?indice di prestazione di correlazione IPC si avvicina a 100% migliore sar? la tecnica di esecuzione dell?esercizio fisico. In altre parole, l?indice di prestazione di correlazione IPC da un?indicazione di quanto l?esecuzione dell?esercizio fisico si avvicini a un?esecuzione di riferimento dell?esercizio fisico.
L?indice di prestazione di correlazione IPC ? poi confrontato con un valore di soglia di prestazione di correlazione (blocco decisionale 123), per esempio compresa tra 80% e 90%, preferibilmente pari a 88%.
Nel caso l?indice di prestazione direzionale IPD ? uguale o maggiore al valore di soglia di prestazione direzionale (ramo di uscita Y del blocco 123), l?esercizio fisico ? considerato eseguito correttamente, come nel caso di Figura 7a, in cui i n un intorno dei coefficienti mpio, intervalli di tolleranza
sono valori dipendenti dal
valore di soglia di prestazione direzionale selezionato. Anche in questo caso, ?, opzionalmente, previsto di trasmettere il messaggio di esercizio fisico corretto al fitness tracker 2 contenente un?informazione che conferma la corretta esecuzione dell?esercizio fisico all?utente U, per esempio comprendente il valore dell?indice di prestazione di correlazione IPC (blocco 125).
Al contrario, quando l?indice di prestazione di correlazione IPC ? inferiore al valore di soglia di prestazione di correlazione (ramo di uscita N del blocco 123), l?esercizio fisico ? considerato eseguito in modo non corretto, come nel caso di Figura 7b, in cui i coeff fuoriescono dagli intervalli di tolleranza i conseguenza, ? trasmesso il messaggio di esercizio fisico non corretto al fitness tracker 2 contenente un?informazione che avvisa l?utente U di una esecuzione non corretta dell?esercizio fisico, per esempio comprendente il valore dell?indice di prestazione di correlazione IPC (blocco 127).
Una volta trasmesso il messaggio di esercizio fisico corretto (blocchi 115 e 125) o il messaggio di esercizio fisico non corretto (blocchi 117 e 127), il sistema 1 riprende a monitorare le misure rilevate la fitness tracker 2, in altre parole, la procedura ritorna al blocco 101 sopra descritto per individuare l?esecuzione di altri esercizi fisici.
? tuttavia chiaro che gli esempi sopra riportati non devono essere interpretati in senso limitativo e l?invenzione cos? concepita ? suscettibile di numerose modifiche e varianti.
Per esempio, in una forma di realizzazione l?unit? di elaborazione remota 3 ? un dispositivo utente ? come un personal computer, uno smartphone e/o un tablet ? configurato per eseguire un?istanza dell?applicazione software 4. Alternativamente, ? possibile utilizzare un fitness tracker 2 con potenza di calcolo sufficiente a eseguire un?istanza l?applicazione software 4, omettendo quindi l?unit? di elaborazione remota 3 dal sistema 1.
Ancora, nulla vieta di utilizzare un dispositivo elettronico indossabile differente dal fitness tracker 2, per esempio un dispositivo indossabile come fascia toracica.
In una forma di realizzazione alternativa, i sensori possono essere configurati per fornire direttamente misure di velocit? lineare.
Come sar? evidente al tecnico del settore, uno o pi? passi della procedura sopra descritta possono essere eseguiti in parallelo tra loro o con un ordine differente da quello sopra presentato. Analogamente, uno o pi? passi opzionali possono essere aggiunti o rimossi da uno o pi? delle procedure sopra descritte.
Per esempio, in una forma di realizzazione, l?operazione di identificazione dell?esecuzione di un esercizio fisico, di determinare se l?esercizio fisico comprenda una componente di movimento principale e l?esatta tipologia di esercizio fisico sono eseguite in un singolo passo per mezzo di un singolo algoritmo di IA o da un gruppo di algoritmi di IA.
In una forma di realizzazione alternativa, la procedura prevede prima di individuare se una velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A >ha un valore, per esempio un valore medio su un tempo di osservazione, sostanzialmente maggiore del valore delle altre velocit?. Per esempio, il valore della velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A >principale ? uguale o maggiore a 5 preferibilmente 10 volte il valore delle altre velocit?, anzich? identificare l?esatta tipologia di esercizio fisico eseguito, prima di selezionare quale indice di prestazione IPD o IPC calcolare. In questo caso, l?esatta tipologia di esercizio fisico ?, preferibilmente, determinata solo quando ? selezionato il calcolo dell?indici di prestazione di correlazione IPC al fine di identificare il corretto set di coefficienti di correlazione di riferimento da utilizzare nel calcolo dell?indici di prestazione di correlazione IPC.
In una forma di realizzazione, nel calcolo dell?indice di prestazione direzionale al posto dell'indice di dispersione ? utilizzato un altro indicatore, come una varianza o un altro strumento matematico che rappresenti la potenza o la magnitudine delle misure.
In aggiunta o in alternativa, il calcolo dell?indice di prestazione di correlazione pu? essere basato su formule di correlazione tra misure diverse da quella lineare di Pearson, ottenendo risultati senza richiede modifiche sostanziali alla procedura.
In una forma di realizzazione alternativa, ? calcolato un indice di errore di direzionalit? IED anzich? l?indice di prestazione direzionale IPD. In particolare, l?indice di errore di direzionalit? IED ? un?indicazione di quanto diverga l?esecuzione dell?esercizio fisico dal movimento ideale concentrato lungo la direzione principale di movimento o nel piano di movimento . Nella forma di realizzazione preferita, l?indice di errore di direzionalit? IED, rispetto un esercizio fisico in cui la velocit? principale ? la velocit? parallela all?asse zA, ? definito in forma percentuale come:
(5)
In altre parole, quando un esercizio ? considerato eseguito correttamente le velocit? vx<A >e vy<A >che si sviluppano nel piano ? sono contenute in un raggio rT di tolleranza dall?asse zA, parallelo alla cui la velocit? principale vz<A>.
In forme di realizzazione alternative, le soglie di riferimento degli indici di prestazioni possono essere configurabili manualmente, per esempio dall?utente o da un allenatore. Preferibilmente, i valori numerici delle soglie di riferimento possono essere basati sull'esperienza dell'utente (esperto, intermedio, principiante). In aggiunta o in alternativa, i valori numerici delle soglie di riferimento possono essere basati su un carico aggiuntivo ? ossia i pesi ? utilizzato dall?utente durante l?esecuzione dell?esercizio: con pesi maggiori, la soglia di riferimento deve essere pi? stringente, ossia avere un valore maggiore, rispetto a un esercizio eseguito con pesi pi? leggeri, in cui una soglia meno stringente garantisce comunque che l?utente non rischi infortuni.
In una forma di realizzazione, il metodo ? configurato per elaborare in tempo reale l?indice di prestazione direzionale IPD o l?indice di prestazione di correlazione IPC per ogni singola esecuzione dell?esercizio fisico, anzich? considerare una pluralit? di ripetizioni del medesimo esercizio fisico come sopra descritto. In questo caso, ? definita una finestra temporale di osservazione ?tO. Preferibilmente, la finestra temporale di osservazione ?tO ha una durata maggiore o uguale alla durata dell?esercizio fisico considerato. Inoltre, ? applicato un approccio di traslazione della finestra temporale di osservazione ?tO con sovrapposizione, ossia una parte delle misure fornite dal gruppo sensori 31 o velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A >comprese nella finestra temporale di osservazione ?tO considerata a un generico tempo t, corrispondono alle misure fornite dal gruppo sensori 31 o velocit? vx<A>, vy<A >e vz<A >comprese nella finestra temporale di osservazione ?tO considerata a un generico istante di tempo precedente t-1. Per esempio, la sovrapposizione tra due finestre consecutive ? compresa tra il 60% e lo 80%, preferibilmente pari al 70%, della loro ampiezza temporale. Di conseguenza, ? possibile valutare in tempo reale la qualit? di esecuzione di ciascun esercizio fisico eseguito dall?utente e, eventualmente, fornire sostanzialmente in tempo reale un?indicazione di esecuzione errata o corretta all?utente al completamento di ciascun esercizio fisico eseguito.
Opzionalmente, il metodo prevede di monitorare gli indici di prestazione direzionale IPD o l?indice di prestazione di correlazione IPC di una sequenza di esercizi fisici eseguito in modo consecutivo al fine di individuare un andamento di decrescita nel valore degli indici IPD o IPC all?aumentare del numero di esecuzioni dell?esercizio fisico. Quando l?andamento di decrescita supera un valore di soglia ? previsto di inviare un messaggio di allarme al fitness tracker 2 comprendente un?indicazione all?utente di interrompere la ripetizione dell?esercizio fisico. In altre parole, ? possibile individuare tempestivamente un affaticamento dell?utente e invitarlo a interrompere le ripetizioni dell?esercizio fisico al momento opportuno, evitando infortuni dovuti alla stanchezza.
In aggiunta o in alternativa ai messaggi di esercizio fisico corretto e non corretto sopra menzionati pu? essere trasmesso un messaggio di rapporto riferito agli esercizi fisici eseguiti durante una sessione di esercizio fisico. In tale caso, le misure fornite dai sensori sono analizzate per determinare una conclusione di una sessione di allenamento ? per esempio se non ? identificata l?esecuzione di un esercizio fisico entro un predeterminato intervallo di tempo dall?ultima esecuzione di un esercizio fisico rilevato. Quando, ? determinato il completamento della sessione di allenamento, ? trasmesso il messaggio di rapporto al fitness tracker. Preferibilmente, il messaggio di rapporto contiene un?indicazione della qualit? di esecuzione di ciascuna serie di esercizi analizzata e, opzionalmente, una o pi? indicazioni su quali errori sono commessi dall?utente durante l?esecuzione degli esercizi fisici cos? come eventuali suggerimenti per correggere questi errori.
Infine, sebbene sia preferito l?utilizzo delle velocit? associate al fitness tracker durante l?esecuzione dell?esercizio in altre forme di realizzazione sono utilizzate le accelerazioni o un?informazione sulla posizione del fitness tracker nel tempo, derivabile dalle misure di accelerazione come componenti di movimento da analizzare.
Naturalmente, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.
Per esempio, in alternativa o in aggiunta all?identificazione automatica dell?inizio e/o della conclusione di una sessione di allenamento l?applicazione software pu? essere configurata per ricevere un messaggio di inizio, sospensione e/o conclusione della sessione di allenamento fornito dall?utente attraverso il fitness tracker.
Inoltre, sebbene sopra si sia fatto riferimento all?individuazione di esercizi fisici comprendenti una componente di movimento principale lungo una singola direzione, in alternativa o in aggiunta ? possibile identificare esercizi fisici comprendenti una componente di movimento principale giacente su un piano ? ossia la cui componente di movimento principale comprende due velocit? riferite a due assi di riferimento differenti ? come nel caso di kettlebell swing giacenti nel piano ? illustrato in Figura 4.
In conclusione, i materiali impiegati, nonch? le forme e le dimensioni contingenti dei dispositivi, apparati e terminali sopra menzionati potranno essere qualsiasi secondo le specifiche esigenze implementative senza per questo uscire dall?ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo (100) di assistenza all?esecuzione di esercizi fisici comprendente i passi di: - per mezzo di un dispositivo elettronico indossabile (2) indossato da un utente, acquisire (101) una pluralit? di misure effettuate da una pluralit? di sensori inerziali (31) compresi nel dispositivo elettronico indossabile (2); - determinare (105-109) se le misure acquisite sono indicative di almeno un esercizio fisico eseguito dall?utente; - in caso affermativo, calcolare (111, 121) un indice di qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico sulla base delle misure acquisite riferite all?esecuzione dell?almeno un esercizio fisico eseguito; - verificare se l?indice di qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico ? inferiore a un valore di soglia (113, 121); - in caso affermativo, generare (117, 127) un segnale di errore, laddove il segnale di errore comprende un messaggio comprensibile a un utente che indossa il dispositivo elettronico indossabile (2).
  2. 2. Metodo (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il passo di determinare (105-109) se le misure acquisite sono indicative di un esercizio fisico eseguito dall?utente comprende: - verificare (109) se l?esercizio fisico eseguito dall?utente ha una componente di movimento principale, ossia una componente di movimento allineata a una direzione o un primo piano principale con un valore assoluto massimo maggiore di qualsiasi altra componente di movimento allineata a una rispettiva direzione o piano, e in caso affermativo, il passo di calcolare (111, 121) un indice di qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico comprende: - calcolare (111) un indice di prestazione direzionale indicativo di una deviazione durante l?esecuzione dell?almeno un esercizio fisico identificato rispetto a un movimento allineato alla direzione o al piano principale associato a detto esercizio fisico identificato.
  3. 3. Metodo (100) secondo la rivendicazione 2, in cui le componenti di movimento corrispondono a una terna di velocit? (vx<A>, vy<A>, vz<A>) aventi direzioni parallele a una terna di assi di riferimento (xA, yA, zA) che ha origine nel fitness tracker (2), e in cui l?indice di prestazione direzionale ? calcolato come:
    dove IPD ? l?indice di prestazione direzionale, D(vx<A>), D(vy<A>) e D(vz<A>) sono gli indici di dispersione di Poisson delle velocit? ? l?indice di dispersione di Poisson della velocit? corrispondente alla componente di movimento principale tra le velocit? (vx<A>, vy<A>, vz<A>).
  4. 4. Metodo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 3, in cui quando l?esercizio fisico eseguito dall?utente non ha una componente di movimento principale ? previsto di: - identificare (109,119) una tipologia di esercizio fisico eseguito dall?utente sulla base delle misure acquisite riferite all?esecuzione dell?almeno un esercizio fisico eseguito, e - calcolare (123) un indice di prestazione di correlazione indicativo di un confronto tra la correlazione tra coppie delle misure acquisite riferite all?esecuzione dell?almeno un esercizio fisico eseguito e la correlazione tra coppie di misure di un set di misure di riferimento.
  5. 5. Metodo (100) secondo la rivendicazione 4, le componenti di movimento corrispondono a una terna di velocit? (vx<A>, vy<A>, vz<A>) aventi direzioni parallele a una terna di assi di riferimento (xA, yA, zA) che ha origine nel fitness tracker (2), e in cui calcolare (123) un indice di prestazione di correlazione comprende: - calcolare una terna di coefficienti di correlazione tra coppie di velocit? come: ano l?operazione di correlazione tra le cop rispettivamente, e - calcolare l?indice di prestazione di correlazione come: sono coefficienti di correlazione di riferimento associati alla tipologia di esercizio fisico identificata.
  6. 6. Metodo (100) secondo la rivendicazione 5, in cui la correlazione tra coppie di velocit? ? calcolata come un indice di correlazione lineare di Pearson.
  7. 7. Metodo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ulteriormente comprendente il passo di: - determinare il valore di soglia utilizzato per verificare l?indice di qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico sulla base di un livello di competenza dell?utente che indossa il dispositivo elettronico indossabile.
  8. 8. Metodo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ulteriormente comprendente il passo di: - determinare il valore di soglia utilizzato per verificare l?indice di qualit? di esecuzione dell?esercizio fisico sulla base di un carico sostenuto dall?utente che indossa il dispositivo elettronico indossabile durante l?esecuzione dell?esercizio.
  9. 9. Metodo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le misure fornite dalla pluralit? di sensori inerziali (31) si riferiscono a un sistema di riferimento euclideo definito una prima terna di assi (xT, yT, zT) con origine nel dispositivo elettronico indossabile (2), e in cui ? previsto di convertite le misure in modo che siano riferite a un sistema di riferimento euclideo definito da una seconda terna di assi (xA, yA, zA) con origine nel dispositivo elettronico indossabile (2) e orientati in modo che un asse sia parallelo alla direzione della forza di accelerazione di gravit?.
  10. 10. Sistema (1) di assistenza all?esecuzione di esercizi fisici comprendente: un dispositivo elettronico indossabile (2) e un?unit? di elaborazione (3), in cui il dispositivo elettronico indossabile (2) comprende una pluralit? di sensori inerziali (31) ed ? configurato per trasmettere una pluralit? di misure effettuate dai sensori inerziali (31) all?unit? di elaborazione (3), e in cui il sistema (1) ? configurato per eseguire il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
IT102021000017558A 2021-07-02 2021-07-02 Metodo e sistema di assistenza all’esecuzione di esercizi fisici IT202100017558A1 (it)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000017558A IT202100017558A1 (it) 2021-07-02 2021-07-02 Metodo e sistema di assistenza all’esecuzione di esercizi fisici
PCT/IB2022/056106 WO2023275816A1 (en) 2021-07-02 2022-06-30 Method and system of assisting the execution of physical exercises

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000017558A IT202100017558A1 (it) 2021-07-02 2021-07-02 Metodo e sistema di assistenza all’esecuzione di esercizi fisici

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT202100017558A1 true IT202100017558A1 (it) 2023-01-02

Family

ID=78049571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102021000017558A IT202100017558A1 (it) 2021-07-02 2021-07-02 Metodo e sistema di assistenza all’esecuzione di esercizi fisici

Country Status (2)

Country Link
IT (1) IT202100017558A1 (it)
WO (1) WO2023275816A1 (it)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016157217A2 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 Saraogi Pratik Technological device to assist user in workouts and healthy living
US20170337033A1 (en) * 2016-05-19 2017-11-23 Fitbit, Inc. Music selection based on exercise detection
US10293207B1 (en) 2015-12-31 2019-05-21 Mayfonk Athletic Llc Athletic performance estimation techniques
US10789708B1 (en) 2011-03-18 2020-09-29 Thomas C. Chuang Athletic performance and technique monitoring
US20210008413A1 (en) * 2019-07-11 2021-01-14 Elo Labs, Inc. Interactive Personal Training System

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10789708B1 (en) 2011-03-18 2020-09-29 Thomas C. Chuang Athletic performance and technique monitoring
WO2016157217A2 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 Saraogi Pratik Technological device to assist user in workouts and healthy living
US10293207B1 (en) 2015-12-31 2019-05-21 Mayfonk Athletic Llc Athletic performance estimation techniques
US20170337033A1 (en) * 2016-05-19 2017-11-23 Fitbit, Inc. Music selection based on exercise detection
US20210008413A1 (en) * 2019-07-11 2021-01-14 Elo Labs, Inc. Interactive Personal Training System

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023275816A1 (en) 2023-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10198928B1 (en) Fall detection system
Seeger et al. myHealthAssistant: a phone-based body sensor network that captures the wearer's exercises throughout the day
US20160058332A1 (en) Local model for calorimetry
US20160249832A1 (en) Activity Classification Based on Classification of Repetition Regions
US11504580B2 (en) Posture coaching system and method for weight training by motion pattern
EP3104944A1 (en) Automatic recognition, learning, monitoring, and management of human physical activities
KR101651429B1 (ko) 피트니스 모니터링 시스템
US11122994B2 (en) Systems and methods for injury prevention and rehabilitation
WO2016157217A2 (en) Technological device to assist user in workouts and healthy living
CN106108913B (zh) 误计步消除方法、装置及可穿戴设备
Whelan et al. Evaluating performance of the single leg squat exercise with a single inertial measurement unit
CN108021888A (zh) 一种跌倒检测方法
CN106650300B (zh) 一种基于极限学习机的老人监护系统及方法
Mokaya et al. Mars: a muscle activity recognition system enabling self-configuring musculoskeletal sensor networks
CN108992047A (zh) 一种静息心率的检测方法和终端
CN106031824A (zh) 可使用于不同运动类型的穿戴式装置
CN105852826B (zh) 终端和终端确定生理信息的方法
JP2003038469A (ja) 運動機能測定装置および運動機能測定システム
IT202100017558A1 (it) Metodo e sistema di assistenza all’esecuzione di esercizi fisici
KR20200119753A (ko) 모션 패턴에 따른 근력 운동 자세 분석 시스템 및 방법
US11875696B2 (en) Method and device for retrieving biomechanical parameters of a stride
KR20180049317A (ko) 운동량에 따른 근피로도 측정방법
CN105973266A (zh) 一种应用于移动终端的节能计步方法及装置
KR102268445B1 (ko) 관성 정보 기반 보행 안정성 평가 장치 및 보행 안정성 평가 방법
CN107485842A (zh) 一种体育活动监测方法及系统