Studio dell'effetto delle vibrazioni sul cammino mediante sistema optoelettronico e Kinect

Vibrations transmitted to the feet (FTV) represent a relatively underexplored field in the literature, despite their potential impact on human gait. This preliminary study aims to define a data collection protocol and obtain preliminary results. Using an optoelectronic system BTS Smart DX-400 and the Microsoft Azure Kinect system, five subjects walked on a treadmill while being exposed to 28 levels of vibration, resulting from the combination of seven frequencies (0.2, 0.5, 1, 2, 3, 5, 8Hz) and four displacement velocities (0.05, 0.06, 0.08, 0.1ms-1 ). A software was developed for data extraction and processing from the Azure Kinect system. Analyses revealed alterations in spatiotemporal parameters of gait before and after exposure to vibrations, like an increase in the stance phase and reduction of the swing phase. Particularly, few significant effects, especially regarding step frequency, were observed on some subjects, correlated with the frequency of vibrations. It was noticed a trend of reduction of step frequency linked to the increase of frequency. The developed software and the Kinect system proved reliable in the data collection and processing process. From a comparison made with the optoelectronic system, cross-correlation coefficients were obtained with r > 0.90 for most of the detected angles while the average error in detecting gait phases is 60ms. This study lays the groundwork for future investigations into the effects of FTV on human gait.

Le vibrazioni trasmesse ai piedi (FTV) rappresentano un campo relativamente poco esplorato nella letteratura, nonostante il loro potenziale impatto sulla deambulazione umana. Questo studio preliminare mira a definire un protocollo di raccolta dati e ottenere risultati preliminari. Utilizzando un sistema optoelettronico BTS Smart DX 400 e il sistema Microsoft Azure Kinect, cinque soggetti hanno camminato su un tapis roulant mentre erano esposti a 28 livelli di vibrazione, risultanti dalla combinazione di sette frequenze (0,2, 0,5, 1, 2, 3, 5, 8 Hz) e quattro velocità (0,05, 0,06, 0,08, 0,1 m/s-1 ). È stato sviluppato un software per l'estrazione e l'elaborazione dei dati dal sistema Azure Kinect. Le analisi hanno rivelato alterazioni nei parametri spazio-temporali della deambulazione prima e dopo l'esposizione alle vibrazioni, come un aumento della fase di appoggio e una riduzione della fase di oscillazione. In particolare, sono stati osservati alcuni effetti significativi, soprattutto riguardo alla frequenza del passo, su parte del campione, correlati alla frequenza delle vibrazioni. È stata notata una tendenza alla riduzione della frequenza del passo legata all'aumento della frequenza. Il software sviluppato e il sistema Kinect si sono dimostrati affidabili nel processo di raccolta ed elaborazione dei dati. Da un confronto effettuato con il sistema optoelettronico, sono stati ottenuti coefficienti di cross-correlazione con r > 0,90 per la maggior parte degli angoli rilevati, mentre l'errore medio nella rilevazione delle fasi di deambulazione è di 60 ms. Questo studio getta le basi per future indagini sugli effetti delle FTV sulla deambulazione umana.