Un'app per rendere il motion capture e la scienza del movimento umano alla portata di tutti

Un team di ricercatori della Stanford University ha presentato OpenCap, una potente applicazione di motion capture open source che utilizza i flussi video catturati da due iPhone calibrati per lavorare in tandem per quantificare il movimento umano e le forze sottostanti al sistema muscolo-scheletrico.

L'app punta a democratizzare la tecnica di motion capture, usata per trasmettere in formato digitale i movimenti di una persona sul cui corpo sono stati installati dei sensori. Ma non solo: i suoi creatori sperano che diventi un punto di svolta nell’analisi del movimento umano, aiutando a identificare modelli di movimento che aumentano il rischio di lesioni in un atleta o a ottimizzare i trattamenti per le persone che soffrono di limitazioni alla mobilità.

OpenCap impiega pochi minuti per elaborare informazioni sul movimento umano che prima richiedevano giorni e l'utilizzo di laboratori molto costosi, il tutto portando il costo dell'operazione a circa l'1% rispetto alle tecniche precedenti. “OpenCap democratizza l’analisi del movimento umano”, ha affermato Scott Delp, professore di bioingegneria e ingegneria meccanica e direttore della Wu Tsai Human Performance Alliance, oltre che autore dello studio. “Ci auguriamo di poter mettere questi strumenti, un tempo fuori portata, nelle mani di quante più persone possibile”.

OpenCap usa moderne tecniche di computer vision e di machine learning per realizzare la simulazione muscolo-scheletrica. Lo strumento calcola come i punti di riferimento del corpo come le ginocchia, i fianchi, le spalle e altre articolazioni si muovono nello spazio tridimensionale. Quindi utilizza modelli complessi della fisica e della biologia del sistema muscolo-scheletrico umano per determinare come si muove lo scheletro e quali forze sono applicate durante il movimento.

Il software è in grado di individuare quali muscoli sono azionati in un dato momento, così come i punti dove gravano i carichi maggiori. Non solo questo riduce i costi nella realizzazione di lavori di motion capture, ma aiuta a eseguirli anche in assenza di tecnici specializzati e con particolari competenze.

La raccolta dei dati con OpenCap richiede 10 minuti e l'elaborazione è automatizzata tramite il cloud. Inoltre, la Stanford University rende questa piattaforma cloud disponibile gratuitamente per i ricercatori, ampliando notevolmente il bacino di chi può studiare il movimento del corpo umano, nonostante sia in programma anche una versione commerciale del software.

Il team di Delp ha presentato OpenCap in varie conferenze a cui hanno partecipato ricercatori biomedici che hanno fornito recensioni entusiastiche, mentre migliaia di ricercatori hanno già iniziato a mettere in pratica lo strumento. "Nel nostro studio, abbiamo raccolto dati da 100 individui in meno di 10 ore: in precedenza ci sarebbe voluto un anno." ha detto uno dei ricercatori, come si può leggere sul sito della Stanford University. Lo strumento, mettendo a disposizione grandi database con i dati sui movimenti umani, accelererà la ricerca biomeccanica, alimentandola con l’intelligenza artificiale.