Simulatore per tendere archi storici: Butnariu 2018

Il lavoro presenta un simulatore in realtà virtuale pensato per far provare al pubblico, nei musei o alle fiere, la sensazione di tendere tre archi storici: un longbow inglese, un flatbow e un arco da cavallo. Al posto dell'arco l'utente impugna una base di legno con un motore elettrico che avvolge un filo: tirando il filo sente una resistenza che cresce con l'allungo, ricalcata sulla curva forza-allungo misurata su repliche reali. Le tre curve risultano quasi rette; scritte come F = a·x + b, con x in millimetri, hanno pendenze di 0,2498 per l'arco da cavallo, 0,2837 per il flatbow e 0,3001 per il longbow.

Venti persone tra i 19 e i 62 anni hanno tirato con le tre repliche e poi con il simulatore regolato sulle tre curve, e hanno compilato un questionario con punteggi da 1 a 7 su coinvolgimento, maneggevolezza, piacere, realismo, usabilità ed esperienza complessiva. Secondo gli autori i giudizi sono in gran parte positivi e gli utenti distinguevano le tre regolazioni tra loro; tutti però capivano senza fatica se stavano tirando con l'arco reale o con il simulatore. La regolazione giudicata più vicina all'originale è quella del «secondo arco», e la critica più frequente riguarda il peso del dispositivo, scomodo soprattutto per le donne. Prima dello studio due esperti del Museo di Storia di Brașov avevano provato il sistema: lo hanno trovato realistico, ma hanno segnalato che manca la sensazione della corda.

Le repliche, tutte con corda in Dacron, sono state misurate con un dinamometro Tinius Olsen H100KU: l'arco era bloccato in una morsa e la corda, agganciata a un gancio mobile, veniva tirata a piccoli passi fino a 50 cm, registrando la forza a ogni spostamento. Il libbraggio dichiarato è di 13,6 kg per il longbow (lungo 177,8 cm, 1,3 kg di peso), 12,5 kg per il flatbow (172 cm, 1,2 kg) e 18,1 kg per l'arco da cavallo (121,9 cm, 0,5 kg). Il dispositivo usa un motore Maxon EC-Powermax 30 con il suo controller EPOS 70/10 e una puleggia da 20 cm; un encoder nel motore misura quanto filo è stato tirato e il programma regola la corrente per dare la forza corrispondente. La scena virtuale, costruita in Unity e vista con un visore Oculus Rift DK2, calcola il volo della freccia supponendo che alla freccia passi circa il 70% dell'energia accumulata.

Ogni partecipante ha fatto 20 prove con gli archi reali e 20 con il simulatore, in due sessioni separate da una breve pausa, senza limiti di tempo e senza punteggio: dove finivano le frecce non contava. Il questionario ha 43 domande; per quelle formulate in negativo la risposta è stata sottratta da 8. Cinque dei venti partecipanti avevano già usato dispositivi aptici.

I risultati del questionario sono mostrati solo in grafici, senza medie, deviazioni standard o confronti statistici, quindi il giudizio «positivo» degli autori non si può pesare. Non c'è un gruppo di confronto, l'ordine delle sessioni era lo stesso per tutti (prima gli archi reali, poi il simulatore) e prima di tirare i partecipanti ascoltavano una breve storia di ciascun arco, raccontata per aumentarne l'interesse: sono tutte condizioni che possono gonfiare i giudizi. Non si sa quanti di loro tirassero già con l'arco.

Il simulatore riproduce soltanto la forza durante la trazione: la corda non si sente, e al rilascio c'è solo il filo che si riavvolge e una vibrazione. Le repliche hanno circa un terzo del libbraggio degli archi storici, come notano gli stessi esperti, e l'idea che una corda in Dacron si comporti come una in fibre naturali è un'ipotesi non controllata. Nel testo ci sono alcune incongruenze: la misura viene descritta «per entrambe» le repliche quando sono tre, gli esperti dicono di aver distinto «i 2 archi», l'unità di misura della forza nella retta non è indicata e non è chiaro quale sia il «secondo arco» preferito dagli utenti.

Per chi tira lo studio cambia poco. Non misura niente del gesto, né la mira, né il rilascio, né la precisione, e non nasce per allenare: l'obiettivo dichiarato è un'installazione per musei e fiere che faccia sentire al pubblico le differenze tra archi storici. Il dato più concreto riguarda proprio questi archi: fino a 50 cm di allungo la forza delle tre repliche cresce in modo quasi lineare, senza la caduta di carico che danno le camme di un compound, e gli autori indicano proprio il confronto con il compound come passo successivo.

Il risultato più interessante per un arciere è indiretto. Tutti i venti partecipanti dichiarano di aver riconosciuto senza fatica l'arco reale dal simulatore, anche con la stessa curva di forza. Lo studio non dice che cosa li tradisse; il peso dell'arco in mano, la corda sulle dita e la reazione allo sgancio, che il dispositivo non riproduce, sono i candidati più ovvi. A giudicare da questo studio, riprodurre la sola forza di trazione non basta a ricreare la sensazione del tiro.