Los marcadores retrorreflectantes sirven como anclajes ópticos precisos para los sistemas de captura de movimiento. Colocados en puntos de referencia anatómicos específicos, permiten a las cámaras infrarrojas identificar coordenadas espaciales en tiempo real, traduciendo eficazmente el movimiento humano físico en datos digitales.
Al permitir la construcción de un modelo de movimiento de seis grados de libertad (6 DoF), estos marcadores proporcionan los datos cuantitativos de alta dimensión necesarios para evaluar objetivamente la funcionalidad y la comodidad de la tecnología portátil.
Cómo funciona la tecnología
Interacción con cámaras infrarrojas
La función principal de estos marcadores es reflejar la luz infrarroja directamente de vuelta a la fuente.
Esto permite que las cámaras de captura de movimiento ignoren la piel y la ropa del sujeto, aislando solo los sitios anatómicos clave necesarios para la recopilación de datos.
Generación de coordenadas espaciales
Una vez identificados por las cámaras, los marcadores proporcionan datos de ubicación precisos en el espacio 3D.
Este proceso ocurre en tiempo real, creando un flujo de coordenadas que representan la posición exacta de las partes del cuerpo del sujeto durante el movimiento.
Construcción del modelo biomecánico
Establecimiento de seis grados de libertad (6 DoF)
Los datos espaciales recopilados de los marcadores se utilizan para construir un modelo de 6 DoF.
Este modelo tiene en cuenta la traslación (movimiento a lo largo de los ejes) y la rotación (movimiento alrededor de los ejes), ofreciendo una representación matemática completa de cómo se mueve el cuerpo en el espacio.
Seguimiento de segmentos de extremidades
Al colocar marcadores en múltiples puntos anatómicos, el sistema puede rastrear el movimiento de segmentos de extremidades completos uno con respecto al otro.
Este seguimiento detallado es esencial para comprender la biomecánica compleja, en lugar de solo el movimiento de punto a punto.
Aplicación en pruebas de productos portátiles
Cuantificación de la funcionalidad del producto
Para productos como rodilleras o calzado de seguridad, los marcadores ayudan a determinar si el dispositivo funciona según lo previsto.
Proporcionan datos cuantitativos sobre los ángulos de las articulaciones y la estabilidad, eliminando las conjeturas del proceso de evaluación.
Evaluación de la comodidad a través de la biomecánica
La comodidad suele ser subjetiva, pero los datos de los marcadores pueden correlacionar la comodidad con patrones de movimiento específicos.
Al analizar los cambios en la marcha o el uso de las extremidades, los ingenieros pueden identificar restricciones biomecánicas que provocarían molestias al usuario con el tiempo.
Comprensión de las limitaciones
Requisito de colocación precisa
La precisión del modelo de 6 DoF depende completamente de la colocación correcta de los marcadores en los puntos de referencia anatómicos.
Si un marcador se coloca ligeramente mal con respecto al hueso subyacente, los datos resultantes representarán incorrectamente el movimiento real de la extremidad.
Limitaciones de línea de visión
Dado que este sistema se basa en cámaras infrarrojas, los marcadores deben permanecer visibles para las cámaras en todo momento.
Si un producto portátil o una extremidad oculta un marcador durante un movimiento complejo, el sistema puede perder el seguimiento de ese segmento, creando lagunas en los datos.
Aplicación de esto a su protocolo de prueba
Si su enfoque principal es la Validación de Productos:
- Asegúrese de que los marcadores se coloquen en los segmentos de articulación específicos que el dispositivo portátil está diseñado para soportar para capturar datos funcionales precisos.
Si su enfoque principal es la Comodidad del Usuario:
- Utilice el modelo de 6 DoF para buscar compensaciones o asimetrías antinaturales en el movimiento que indiquen que el dispositivo portátil restringe el movimiento natural.
Si su enfoque principal son los Datos de Alta Fidelidad:
- Maximice el número de cámaras utilizadas para mantener la visibilidad de los marcadores retrorreflectantes durante los movimientos dinámicos.
Las pruebas biomecánicas fiables no solo se basan en el seguimiento del movimiento, sino en el uso de estos marcadores para construir un modelo matemáticamente preciso de la fisiología humana.
Tabla resumen:
| Característica | Función en la captura de movimiento | Impacto en las pruebas de productos portátiles |
|---|---|---|
| Retrorreflexión | Refleja la luz IR de vuelta a las cámaras | Aísla los sitios anatómicos clave de la piel/ropa |
| Coordenadas 3D | Genera datos espaciales en tiempo real | Proporciona métricas objetivas para ángulos de articulaciones y estabilidad |
| Modelado 6 DoF | Mapea traslación y rotación | Permite un análisis de alta fidelidad del movimiento de los segmentos de las extremidades |
| Anclajes anatómicos | Marca puntos de referencia esqueléticos específicos | Correlaciona el movimiento físico con datos biomecánicos digitales |
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