WO2009127749A1 - Metodo y sistema de detección automatica del gesto motriz de una persona. - Google Patents

Abstract

Método de detección automática del gesto motriz de una persona, que prevé para su desarrollo la colocación en puntos concretos del cuerpo de la persona de un conjunto de sensores inerciales, para capturar la posición y los movimientos de las distintas partes o zonas del cuerpo. Estas señales son analizadas y comparadas con un patrón normalizado establecido que identifica el gesto motriz eficaz o adecuado, a fin de determinar las partes del cuerpo que originan una ruptura o desviación de dicho patrón. La sesión se representa mediante un medio gráfico animado que enfatiza aquellas partes del cuerpo que adoptan posición de desviación con respecto al patrón establecido.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y sistema de detección automática del gesto motriz de una persona.

Sector de la técnica

Este método y este sistema se encuadran en el sector de la biomecánica deportiva, aplicada al entrenamiento (coaching) y/o capacitación de directivos y/o equipos y/o personas para el desarrollo de sus capacidades emocionales. En concreto, esta metodología encuentra su aplicación a la hora de dar respuesta a las necesidades de desarrollo de las capacidades emocionales de los directivos y de las personas clave en las empresas y organizaciones .

Estado de la técnica

La biomecánica es una disciplina científica que tiene por objeto el estudio de las estructuras de carácter mecánico que existen en los seres vivos (fundamentalmente del cuerpo humano) . Esta área de conocimiento se apoya en diversas ciencias biomédicas, utilizando los conocimientos de la mecánica, la ingeniería, la anatomía, la fisiología y otras disciplinas, para estudiar el comportamiento del cuerpo humano y resolver los problemas derivados de las diversas condiciones a las que puede verse sometido.

La biomecánica está presente en diversos ámbitos, aunque tres de ellos son los más destacados en la actualidad:

1. La biomecánica médica, que evalúa las patologías que aquejan al cuerpo humano para generar soluciones capaces de evaluarlas, repararlas o paliarlas.

2. La biomecánica ocupacional, estudia la interacción del cuerpo humano con los elementos con que se relaciona en diversos ámbitos (en el trabajo, en casa, en la conducción de automóviles, en el manejo de herramientas, etc.) para adaptarlos a sus necesidades y capacidades. En este ámbito se relaciona con otra disciplina como es la ergonomia. 3. La biomecánica deportiva, analiza la práctica deportiva para mejorar su rendimiento, desarrollar técnicas de entrenamiento y diseñar complementos, materiales y equipamiento de altas prestaciones.

Muchos de los conocimientos generados por la biomecánica se basan en lo que se conoce como modelos biomecánicos. Estos modelos permiten realizar predicciones sobre el comportamiento, resistencia, fatiga y otros aspectos de diferentes segmentos corporales cuando están sometidos a unas condiciones determinadas. Los estudios biomecánicos se sirven de distintas técnicas para lograr sus objetivos. Una de las más usuales para la captación del movimiento humano es la fotogrametria, consistente en el análisis de movimientos en 3D basado en tecnología de video digital. Una vez procesadas las imágenes capturadas, una aplicación proporciona información acerca del movimiento tridimensional de las personas o de los objetos en el espacio. Permite realizar un análisis completo del movimiento corporal de la persona, sin embargo, sólo pueden emplearse en espacios cerrados. Por otro lado, la implementación de laboratorio es habitualmente costosa y requiere de algunos requisitos: entre otros, demanda de la colocación de numerosas cámaras en el espacio en el que se vaya a realizar la valoración.

Uno de los sistemas existentes en el mercado que más atención merece para la captación del movimiento humano es aquel que se basa en un traje malla con una serie de sensores inerciales colocados en los principales segmentos del cuerpo. Los sensores están conectados inalámbricamente a un ordenador que captura la información de posición y los movimientos de dichos sensores.

Este sistema supera las anteriores dificultades: captura los movimientos corporales de un ser humano en tiempo real, bien a una distancia de 50 metros para un espacio cerrado, pudiendo ser superior en espacios abiertos, siendo de fácil portabilidad. Además, ahorra el uso de cámaras, emisores, marcadores o estudios especializados antes de realizar la sesión de captura del movimiento. La conexión existente entre el movimiento corporal -como manifestación y expresión visible de las reacciones emocionales y de los sentimientos de las personas-, y el Cerebro Emocional, ha sido demostrada por las recientes investigaciones científicas de la Neurobiologia ("El Error de Descartes" de Antonio R. Damasio, 1994. Pags . 258- 280) . Hasta la fecha, la biomecánica no ha sido aplicada para la captación y la representación de las emociones de las personas que se manifiestan a través de la simetría o asimetría de su corporalidad.

A la hora de desarrollar de las capacidades emocionales de los directivos y de las personas clave en las empresas y organizaciones, se ha centrado en el llamado "coaching ontológico", una modalidad de desarrollo directivo que parte del presupuesto de que, a través de exclusivamente el lenguaje (plano verbal-conversacional) , se trabajan las emociones de la persona. Es decir, que hablando con ella sobre sus necesidades de desarrollo personal y conversando sobre "lo que tiene que hacer" para cambiar sus actuaciones, se presupone que ya se provoca el cambio. Se presupone erróneamente que la emoción se trabaja desde el lenguaje .

Para provocar el verdadero cambio, no se puede actuar, en la práctica profesional del coaching, ajenos a una realidad que responde al cómo las personas aprenden, progresan y evolucionan; en otras palabras, ajenos al funcionamiento de su Cerebro, alejados de las investigaciones científicas. Los recientes hallazgos en la Neurociencia (especialmente los de los expertos en Neurología: Joseph LeDoux y Antonio R. Damasio) nos demuestran claramente que, las conductas -acciones y decisiones- de las personas están determinadas por sus Emociones -por su sistema limbico-. Por tanto, si se quiere acceder al universo completo de las personas en el proceso de coaching, para provocar el cambio, se debe de intervenir tanto en el plano verbal (lógico, racional) como en el no verbal (el emocional) . Y el canal principal para acceder al plano emocional, según la Ciencia, es el del cuerpo como un todo. Breve descripción de la invención

Esta metodología se aplica a la hora de dar respuesta a las necesidades de desarrollo de las capacidades emocionales de las personas, en particular de los directivos de las empresas y organizaciones, los cuales se encuentran con múltiples situaciones que les provocan "impactos emocionales negativos" o que "les ponen a prueba" - situaciones en las que tienen que mostrar un elevado nivel de autogestión de sus emociones para resultar altamente eficaces-. Es en estas situaciones

(especialmente, en las situaciones contextúales de: reuniones, comunicaciones, negociaciones, acciones de liderazgo, etc.) en las que, sin ser conscientes de ello, desencadenan con fuerza -o, a veces, de forma sutil- una respuesta emocional que provoca la ruptura de su Gesto Motriz (esta ruptura se manifiesta irremediablemente -como efecto de la adopción de un Gesto Motriz Ineficaz- a nivel de su expresión facial, del tono de voz, etc.) . Esta ruptura es captada por los otros (por sus Agentes de Interés Clave a los cuales se dirige con esa acción concreta: Accionistas, Clientes, Proveedores Estratégicos, miembros del Comité o del Consejo de Dirección, Colaboradores, etc.) -también a nivel inconsciente-, e impacta con gran fuerza en el nivel de credibilidad percibido por los Agentes de Interés Clave en los que se quiere Influir y, por tanto, resta nivel de eficacia a la acción empresarial que está ejecutando la persona.

Si un directivo o un miembro de un equipo clave en una empresa u organización, en esas situaciones contextúales empresariales que "le ponen a prueba" logra controlar voluntariamente su Gesto Motriz con eficacia, conseguirá, a su vez, en tiempo real, autogestionar sus emociones y, como consecuencia de ello, abordará dichas situaciones, con un elevadisimo nivel de eficacia, provocando un alto impacto positivo en relación a los resultados que persigue con la acción de empresa que está ejecutando. Para conseguirlo, la persona debe de entrenarse en su proceso de coaching o de desarrollo- en la detección y en la práctica de su Gesto Motriz personal.

Atendiendo a dichas investigaciones, se puede llegar a afirmar que la emoción tiene un canal de expresión prioritario que es el del cuerpo. Por tanto, hay una forma potente de acceder al mundo de las emociones de las personas y de trabajar con ellas para su desarrollo: actuando sobre el cuerpo. El método desarrollado por el inventor estudia cómo mediante la intervención del "Gesto o respuesta motriz" (implicando al cuerpo, "corporalizando" las emociones), se incide en el Cerebro Emocional, potenciando un nivel de acción más eficaz, con la dirección del Cerebro Lógico.

A lo largo de los años, la persona desarrolla - en función de las emociones que más fuerza de impacto han tenido en ella, en base a sus experiencias vitales-, su propia arquitectura corporal (ó Gesto Motriz) . Cuando la persona se enfrenta a una situación que le impacta emocionalmente de forma negativa, ésta tiende a deformar su Gesto Motriz, rompiendo su simetría (en relación al eje de verticalidad corporal) . Esta ruptura de la simetría se expresa tanto en posición de parada como en movimiento, tanto en solitario como en la relación con otros.

La ruptura de la simetría corporal (ó Gesto Motriz Ineficaz) se realiza de forma automática (no consciente) . Si la persona se hace consciente de esta realidad repetidamente, al ofrecerle un respuesta o feedback visual y/o auditivo inmediato - a través de una imagen que le represente en el mismo momento en el que ejecuta su Gesto Motriz Ineficaz-, que le indique qué parte y/o partes de su cuerpo son las responsables de su pérdida de simetría corporal, la persona, con el debido entrenamiento y práctica, puede llegar a tener control sobre su arquitectura y provocar un cambio de emoción, ante una situación impactante para ella, mediante la adopción del Gesto

Motriz Eficaz.

Para ello, resulta imprescindible disponer de un sistema que capte ó que detecte los parámetros corporales que determinan el Gesto Motriz Eficaz y/o el Gesto Motriz Ineficaz de la persona y, por otro lado, que los represente (de forma tridimensional, ya que esta fórmula tiene mayor fuerza de impacto sobre el Cerebro Emocional, que la bidimensional) , con el objeto de ofrecerle a ésta un feedback inmediato, a tiempo real, visual y/o auditivo (el

Cerebro Emocional emplea las percepciones sensoriales para registrar datos del entorno) en el momento de su ejecución. Se trata de un sistema, susceptible de ser informatizado, para captar y medir los parámetros corporales responsables del nivel de alineación corporal y para representar, en tiempo real, tridimensionalmente, la persona y los movimientos corporales que ésta ejecuta. El objetivo que se persigue es poder ofrecer a la persona un feedback visual y/o auditivo sobre el nivel de alineación y/o ruptura de la verticalidad corporal, tanto cuando la persona está en movimiento, como cuando está en posición de parada, ya esté ésta ejecutando acciones en solitario y/o en compañía de otros. En la actualidad, el diagnóstico del gesto motriz (eficaz o ineficaz) se lleva a cabo por parte del experto que identifica las desviaciones según su criterio técnico personal y con el posible apoyo de imágenes grabadas en video de la persona que toma parte en el entrenamiento para el desarrollo de sus capacidades emocionales .

El sistema de detección automática del gesto motriz eficaz permite a la persona valorar por si misma, de forma automática, su gesto motriz, proporcionándole una respuesta (feedback) , en tiempo real, de forma visual y/o auditiva, como parte de su proceso de entrenamiento emocional. Si la persona visualiza ella misma qué parte de su cuerpo es la responsable de la pérdida de verticalidad, de forma automática, puede corregirla. De esta manera, resulta mucho más fácil que su cerebro registre su gesto motriz eficaz y controle su respuesta emocional .

Descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: La figura 1 muestra una vista esquemática de una persona provista de una serie de sensores que sirven para determinar la posición precisa de todas las partes de su cuerpo, imprescindible para el desarrollo de este método de análisis y para la implantación de este sistema. La figura 2 muestra una vista esquemática de una persona cuando está sometiéndose a una análisis o estudio de su gesto motriz, para que el sistema determine si es o no adecuado de acuerdo a un patrón.

Realización preferente de la invención El sistema de detección automática del gesto motriz de una persona incluye los siguientes componentes : a) Una serie de sensores preferentemente situados sobre un traje de malla que se adapta al cuerpo de la persona para permitir capturar los movimientos corporales de un ser humano en tiempo real. El equipo consiste fundamentalmente en un conjunto de sensores inerciales dispuestos sobre una malla de lycra y conectados inalámbricamente a un ordenador (PC) que captura la información de posición y movimientos de los sensores -mediante un conductor Xbus 6) ubicado en ambas partes del cuerpo, izquierda y derecha, colocados en los principales segmentos del cuerpo: cabeza (1), manos (2) , brazos (3) , antebrazos (4) , omóplatos (5) , pelvis (7) , muslos (8), piernas (9) y pies (10) . Para ello, previamente, se realiza una pequeña calibración de cada persona, asegurando que ésta adopta una posición corporal que el sistema identifique como "neutra" . b) Un equipo informático (PC) conectado de forma inalámbrica al traje sensorizado para realizar el tratamiento de los datos recibidos de los sensores y proporcionar el feedback a la persona que realiza los ejercicios durante el entrenamiento, que incorpora una aplicación (APLI) de presentación de movimientos y de detección del gesto motriz eficaz, que proporciona feedback al usuario a través de un personaje animado (RG) que reproduce los movimientos reales de la persona que viste el traje del sistema, bien en un espacio abierto y/o cerrado. La aplicación analiza las posiciones corporales y movimientos de dicha persona y los compara con el patrón establecido como gesto motriz eficaz (PTR) . Siempre que se detecta una desviación significativa con respecto al mismo, le proporciona una información visual y/o auditiva que indica qué partes del cuerpo originan la desviación con respecto al patrón.

El método de desarrollo y detección automática de gesto motriz de una persona, implementado en dicha aplicación presenta tres módulos o etapas fundamentales : a) Colocación en la persona de un conjunto de sensores inerciales en puntos concretos de su cuerpo: cabeza manos, brazos, antebrazos, omóplatos, pelvis, muslos, piernas y pies, a través de los cuales se capturan la posición y los movimientos de las distintas partes o zonas del cuerpo de la persona.

En una realización preferencial dichos sensores están implantados en un traje de malla que se ajusta al cuerpo de la persona; opcionalmente sobre dicha malla se puede colocar cualquier otra prenda (un chándal, ropa de calle, etc.) . Tras una pequeña calibración del traje para lo cual la persona se ha de colocar en posición "T", bien alineada, tal y como muestra la figura 1, el sistema está operativo. b) Recogida de las señales proporcionadas por dichos sensores y su análisis comparativo con un patrón normalizado establecido que identifica el gesto motriz eficaz o adecuado, a fin de determinar las partes del cuerpo que originan una ruptura o desviación de dicho patrón; y c) Almacenamiento y representación, mediante un medio gráfico animado de la sesión, que incluye información visual y/o auditiva que enfatiza aquellas partes del cuerpo que adoptan posición de desviación con respecto al patrón establecido, a fin de determinar que zonas o partes del cuerpo provocan una ruptura de la simetría corporal y en consecuencia un gesto motriz ineficaz o inadecuado.

Una vez en ejecución la aplicación que visualiza en la pantalla del ordenador el actor/actriz animado y situado la persona en vestida con el traje con los sensores, la aplicación comienza a recibir información de éstos y aplicando y efectúa la detección del gesto motriz eficaz, según las especificaciones de la definición que se ha hecho del patrón normalizado. Siempre que se rompa dicho patrón, se presenta de forma visual, sobre el actor, la/s parte/s del cuerpo que origina u originan dicha ruptura. Adicionalmente, se genera un mensaje automático con un texto predefinido que es audible a través del sistema de megafonia.

La aplicación permite guardar un registro de todas las situaciones en las que se ha roto el gesto a lo largo de las diferentes sesiones de entrenamiento, de forma que se puede ver la evolución de la/s persona/s a lo largo del tiempo.

El patrón normalizado del gesto motriz (PTR) se define a través de la siguiente posición simétrica del cuerpo: hombros en verticalidad total con los tobillos, manteniendo el eje con la cresta iliaca a la altura de la cadera, que soporta el peso del cuerpo. Es la adopción de una posición vertical completa (arriba y abajo, izquierda y derecha) del cuerpo como "un todo" en contacto con el suelo. Representa la simetría corporal. Un gesto motriz ineficaz, por el contrario, es la ruptura de la verticalidad definida en el patrón.

El patrón normalizado que define el gesto motriz eficaz integra la siguiente información:

- El cuello tiene que seguir la columna vertebral, la cabeza no debe de ladearse ni a la derecha ni a la izquierda; ni tampoco elevarse demasiado hacia arriba (esto ocurre cuando subimos la barbilla un poco, como mirando con aire prepotente) ó, por el contrario, bajar hacia abajo (esto lo observamos, por ejemplo, si la persona hunde el cuello por elevación excesiva de los hombros) . En todos esos casos, se rompe la verticalidad, se pierde la simetría y, por tanto, se deforma el Gesto Motriz, rompiendo con el patrón normalizado.

— Los hombros tienen que mantenerse en verticalidad con las caderas y con los tobillos. Se puede dar el caso de que los hombros se eleven y se hundan hacia delante ("como si uno se escondiera", retrotrayéndose) o que se estiren hacia atrás demasiado (como, empujando con ellos hacia atrás, como "sacando pecho en forma chulesca") . En ambos casos, se pierde la verticalidad y, por tanto, la simetría; en definitiva, se rompe con el patrón normalizado .

- Los pectorales -a la altura del esternón-, no tienen que estar ni "hacia delante", ni tampoco retraídos. En ambos casos se pierde la simetría. Si están retraídos es por causa de que los trapecios están poco vigorizados y esto altera el equilibrio de los pectorales (como consecuencia de esto, los pectorales y los hombros pierden verticalidad) . Si los pectorales (y los trapecios) están demasiado distendidos, los hombros tienden a hundirse. Si los pectorales están demasiado tensos y contraidos - como si juntáramos el trapecio derecho con el izquierdo-, (esto ocurre cuando alguien agresivo "saca pecho") , la simetría también se rompe.

- Las caderas deben de mantener -en cada lado del cuerpo, derecho e izquierdo-, el eje de verticalidad en relación con los hombros y con los tobillos. En casos de asimetría, bien cuando se desplazan del eje hacia delante, bien cuando lo hacen hacia atrás, las caderas pueden llegar a deformar la posición del vientre. - El vientre -debajo del ombligo-, debe de estar "activo" en todo momento. Su asimetría suele ser efecto de la pérdida de verticalidad de las caderas. Si el vientre está poco vigorizado, las caderas se desplazan del eje vertical hacia delante, la columna dorsal se arquea, los hombros se adelantan, el cuello se hunde, etc. Si el vientre se tensa demasiado, las caderas se desplazan hacia atrás (perdiendo verticalidad) , los pectorales se tensan y se adelantan, la base de la nuca se desplaza hacia delante, etc.

- Las rodillas no pueden estar ni desplazadas hacia delante, ni tampoco hacia atrás, con respecto al eje vertical. En ambos casos se da asimetría. Para mantener la verticalidad, deben de estar alineadas en relación con los talones. Si no se flexionan las rodillas, si las piernas avanzan al andar como palos de escoba o si las rodillas "bizquean", bien hacia dentro, bien hacia fuera, se rompe también la simetría. — Los gemelos nos aportan mucha información sobre si la persona está bien anclada en el suelo (con los pies bien arraigados, si apoya la planta del pie de forma correcta, etc.) y además, condicionan la posición de los tobillos, por tanto, son otro buen referente del nivel de simetría corporal.

— Para finalizar, los tobillos tienen que mantener la verticalidad en relación con los hombros y con las caderas; de lo contrario, se rompe con la simetría. Se da pérdida de verticalidad cuando los tobillos tienden a juntarse hacia dentro (como consecuencia de ello, los pies no se posicionan paralelos; la causa está en que la planta de los pies está desarraiga del suelo) . También se rompe la simetría cuando se adopta una posición un tanto

"zamba".

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, asi como un ejemplo de realización preferente y, precisada la utilidad de la invención en el ámbito empresarial, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación:

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método de detección automática del gesto motriz de una persona, caracterizado porque comprende las siguientes etapas: a) Colocación en la persona de un conjunto de sensores inerciales en puntos concretos de su cuerpo: cabeza manos, brazos, antebrazos, omóplatos, pelvis, muslos, piernas y pies, a través de los cuales se capturan la posición y los movimientos de las distintas partes o zonas del cuerpo de la persona; dichos sensores preferentemente están implantados en un traje de malla que se ajusta al cuerpo de la persona; b) Recogida de las señales proporcionadas por dichos sensores y su análisis comparativo con un patrón normalizado establecido que identifica el gesto motriz eficaz o adecuado, a fin de determinar las partes del cuerpo que originan una ruptura o desviación de dicho patrón; y c) Almacenamiento y representación, mediante un medio gráfico animado de la sesión, que incluye información visual y/o auditiva que enfatiza aquellas partes del cuerpo que adoptan posición de desviación con respecto al patrón establecido, a fin de determinar que zonas o partes del cuerpo provocan una ruptura de la simetría corporal y en consecuencia un gesto motriz ineficaz o inadecuado.

2.- Método, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el patrón normalizado que establece el gesto motriz (PTR) eficaz o adecuado prevé, en esencia, una posición vertical completa

(arriba y abajo, izquierda y derecha) del cuerpo en contacto con el suelo y, en general, se define a través de la siguiente posición de simetría del cuerpo: - El cuello es una prolongación de la columna vertebral, sin que la cabeza esté ladeada ni inclinada hacia arriba o hacia abajo; - Los hombros se sitúan en verticalidad con las caderas y con los tobillos; - Los pectorales, a la altura del esternón, están en verticalidad, ni hacia delante ni tampoco retraídos; Las caderas se mantienen en cada lado del cuerpo el eje de verticalidad en relación con los hombros y con los tobillos;

- El vientre está activo en todo momento, es decir sin pérdida de verticalidad de las caderas, hacia delante, o hacia atrás;

Las rodillas no están ni desplazadas hacia delante, ni tampoco hacia atrás, con respecto al eje vertical, si no alineadas en relación con los talones;

Los gemelos aportan información sobre si la persona está bien anclada en el suelo, al tiempo que condicionan la posición de los tobillos; Los tobillos han de mantener la verticalidad en relación con los hombros y con las caderas; no deben tender a juntarse hacia dentro, ni separada hacia fuera.

3.- Sistema de detección automática del gesto motriz de una persona caracterizado porque incluye los siguientes componentes: a) Una serie de sensores inerciales, preferentemente implantados en un traje de malla que se adapta al cuerpo de la persona, que se sitúan en puntos concretos: cabeza (1), manos

(2), brazos (3), antebrazos (4), omóplatos (5), pelvis (7), muslos (8), piernas (9) y pies (10), para capturar los movimientos corporales de un ser humano en tiempo real, que está conectado inalámbricamente a un ordenador (PC) que captura la información de posición y movimientos de los sensores mediante un BUS de datos 6) ubicado en los costados del cuerpo de la persona; b) Un equipo informático (PC) conectado de forma inalámbrica al traje sensorizado para realizar el tratamiento de los datos recibidos de los sensores y proporcionar una respuesta (feedback) a la persona que realiza los ejercicios durante el entrenamiento, el cual incorpora una aplicación (APLI) de presentación de movimientos y de detección del gesto motriz eficaz, analizando las posiciones corporales y movimientos de dicha persona y comparándolos con un patrón establecido como gesto motriz eficaz (PTR), proporcionando información visual y/o auditiva cuando detecta una desviación significativa con respecto a dicho patrón.