Smart clothes : valutazione delle performance dello scoring nel taekwondo

Smart clothes are systems that integrate textile sensors and clothes, with the aim of crating an interaction with external environment or monitoring physiological parameters of the user. These are technologies usable in many areas, including sports. The aim of this project is the realization of a wearable sensorized system for the calculation of points in the sport of taekwondo, that can be able to measure the force of the hit and identificate the type of attack, among those permitted by the regulation, punch and kick. Piezoresistive textile sensors are used, fixed to the protection corset and connected to the development unit M5Stack. A PCB (Printed Circuit Board) connected to the unit M5Stack is made, in order to amplify and digitalize the analogic signals that depend on the variation of electric resistence of the piezoresistive sensors. Datas are communicated via Bluetooth, that permits a higher velocity compared to the the systems PSS (Protector Scoring System) currently used. Piezoresistive pads are fixed to the external surface of the corset, that protects the abdomen and chest. Firstly the system is tested with load tests and then used to measure the force detected when the corset is hit by punches and kicks. Results show that it’s possible to differentiate between hits that barely touches the corset, low-intensity and high-intensity hits for both punches and kicks. The unit M5Stack-PCB can be inserted inside the protection corset, but remains detachable from this, in order to make the system easily wearable in different matches and by different athletes. M5Stack contains a IMU sensor, that can provide further information with regard to the acceleration impressed by the hit at the moment of the impact. Lastly, acceleration datas coming from IMU sensors inside the development unit M5StickC are used, in order to identificate and classify the movements of punches and kicks through prediction algorithms.

Gli smart clothes sono sistemi in cui sensori tessili vengono integrati negli indumenti, con l’obiettivo di interagire con l’ambiente circostante o per monitorare parametri fisiologici dell’utilizzatore. Sono tecnologie utilizzabili in molti campi, tra cui l’ambito sportivo. L’obiettivo di questo progetto è la realizzazione di un sistema indossabile sensorizzato per il conteggio dei punti nella disciplina del taekwondo, che misuri la forza del colpo subito e individui la tipologia di attacco tra quelle consentite dal regolamento, ovvero calcio e pugno. Vengono utilizzati sensori tessili piezoresistivi fissati al corpetto di protezione e collegati all’unità di sviluppo M5Stack. Viene realizzato un PCB (Printed Circuit Board) collegato all’unità M5Stack in modo da amplificare e digitalizzare i segnali analogici che dipendono dalla variazione di resistenza dei sensori piezoresistivi. I dati vengono comunicati via Bluetooth, che permette una più alta velocità di comunicazione rispetto ai sistemi PSS (Protector Scoring System) attualmente utilizzati. I pad piezoresistivi sono fissati alla superficie esterna del corpetto, che protegge l’area dell’addome e del petto. Il sistema viene prima testato con prove di carico e successivamente utilizzato per misurare la forza rilevata quando il corpetto viene colpito da pugni e calci. I risultati mostrano come sia possibile differenziare tra colpi lievi “di striscio”, colpi di bassa e di alta intensità, sia per il pugno sia per il calcio. L’unità M5Stack-PCB può essere inserita all’interno del corpetto di protezione, rimanendo tuttavia separabile da questo, in modo da rendere il sistema facilmente utilizzabile in diversi incontri e da diversi atleti. L’M5Stack presenta inoltre al suo interno un sensore IMU che può fornire ulteriori informazioni riguardo l’accelerazione impressa dal colpo al corpetto di protezione nel momento dell’impatto. Infine, vengono utilizzati dati di accelerazione provenienti da sensori IMU all’interno di unità di sviluppo M5StickC, basati sullo stesso processore dell’M5Stack, per individuare e classificare tramite algoritmi di predizione i movimenti di calcio e pugno.