Analisi del movimento della mano con sensori inerziali: sviluppo e validazione di un metodo innovativo di calibrazione antropometrica

Negli ultimi anni si è assistito ad un rapido sviluppo della robotica umanoide. Nonostante questi progressi, è ancora difficile per questi robot replicare i movimenti della mano umana, data la sua complessità. Per superare questi limiti, è fondamentale avere a disposizione dati quantitativi della cinematica articolare della mano, acquisiti tramite un sistema accurato di semplice utilizzo senza però essere dispendioso in termini di tempo e costi. In questo lavoro di tesi si è analizzato l’approccio dei guanti sensorizzati mediante sensori inerziali (IMU) privi di magnetometri. Questa tecnologia, per consentire l’estrazione della cinematica articolare, necessita delle dimensioni antropometriche della mano. L’obiettivo della tesi è stato lo sviluppo e la validazione di un innovativo sistema automatizzato di calibrazione antropometrica 2D della mano con l’utilizzo di MediaPipe Hand Landmarker. Sono state esaminate le mani sinistre di cinque soggetti e i risultati antropometrici sono stati confrontati con lo stato dell’arte. Infine, sono state acquisite dieci prove per soggetto (test di pinch tra il pollice e le altre dita), calibrate con il sistema proposto. Le acquisizioni sono state effettuate tramite il guanto Marconi, in fase di sviluppo da parte di Turingsense EU Lab. Le distanze di pinch ricostruite per ogni dito sono state analizzate. I risultati mostrano la stabilità e il funzionamento del sistema di calibrazione antropometrica. Le dimensioni ottenute da questo mostrano generalmente una buona correlazione con i dati presi dalla letteratura. Le distanze di pinch nei casi migliori di ogni dito rientrano nei range ottenuti in altri studi con guanti sensorizzati IMU. Questo vale per ogni soggetto. I casi peggiori, tuttavia, mostrano distanze di pinch anche triple rispetto ai casi migliori. Il numero ridotto di soggetti, tuttavia, non permette alcuna analisi di significatività statistica.