Strumenti elettronici per l'arco: Miyauchi 2012

Un docente di un istituto tecnico superiore giapponese descrive i dispositivi elettronici che ha costruito per i club scolastici di tiro con l'arco che non hanno un allenatore, e la prova sul campo di due di essi. Il primo è un segnalatore di mira: sull'arco stanno un accelerometro a tre assi e una bussola digitale collegati a una scheda Arduino, che memorizzano l'inclinazione e la direzione dell'arco nel momento in cui una freccia è andata a dieci e, nelle volée successive, avvisano l'arciere quando quelle stesse posizioni tornano entro la tolleranza impostata, per esempio un grado. La versione luminosa accende i LED di una matrice otto per otto montata al posto del mirino, quella sonora cambia la nota man mano che l'arco si avvicina all'angolo di riferimento.

Provato su un solo principiante con un anno di pratica, 36 frecce con il dispositivo e 36 senza, il raggruppamento migliora in modo netto: la distanza media geometrica fra le tre frecce di ogni volée scende da 17,3 a 10,7 centimetri a 30 metri con il segnale luminoso e da 11,9 a 5,3 centimetri a 18 metri con quello sonoro. Si riduce anche l'oscillazione da una volée all'altra, con la deviazione standard che passa da 5,2 a 1,7 centimetri nel primo caso e da 3,6 a 1,3 nel secondo.

Con un sensore Kinect, in 36 trazioni a vuoto senza arco, un arciere con tre anni di pratica mostra coordinate articolari meno disperse di un principiante con un anno. Le differenze più evidenti sono sull'asse orizzontale, per mano e gomito del braccio dell'arco e del braccio della corda e per il piede destro, e in altezza per spalla sinistra, collo, anca sinistra e mano della corda.

Il segnalatore di mira usa un accelerometro a tre assi KXM52-1050 per l'inclinazione e la torsione e una bussola digitale HMC6352 per la direzione, con una scheda Arduino Pro Mini 328 che calcola a ogni tiro la differenza rispetto agli angoli memorizzati. La prova mette a confronto lo stesso arciere con e senza il dispositivo: dodici serie da tre frecce, 36 in tutto per condizione, a 30 metri per la versione a luce e a 18 metri per quella a suono. Il raggruppamento non è misurato come distanza dal centro del bersaglio ma come media geometrica dei tre lati del triangolo formato dalle frecce, cioè la radice cubica del prodotto delle tre distanze: più il numero è vicino a zero, più le frecce stanno vicine fra loro.

Per il confronto con Kinect i due arcieri hanno ripetuto 36 trazioni complete senza arco, così che il sensore potesse seguire quindici punti articolari; per ciascun punto è stata calcolata la deviazione standard delle coordinate nelle tre direzioni. L'articolo descrive poi altri tre dispositivi senza prove numeriche: un lettore automatico del punto d'impatto e del punteggio, con sensori di distanza a infrarossi e servomotori ai quattro angoli di un bersaglio da 80 centimetri a 30 metri, che mostra la posizione su una matrice di LED in circa tre secondi per tre frecce e che l'autore dichiara corretto fra il 60 e il 100 per cento dei casi; un registratore del movimento del braccio dell'arco, portato al polso, che salva su scheda di memoria i tre angoli dall'ancoraggio alla fine del rilascio; e la sua estensione a sei punti articolari, che sovrappone su un grafico gli scarti di 36 trazioni rispetto alla posizione di riferimento.

Le prove hanno un partecipante per volta: uno per il segnalatore di mira, due per il confronto con Kinect. Non ci sono analisi statistiche, non c'è un gruppo di controllo e l'ordine delle due condizioni non è indicato, per cui il raggruppamento migliore può venire dal dispositivo come dal riscaldamento o dall'abitudine alla distanza. L'esito misurato è la distanza fra le frecce di una stessa volée, non il punteggio, e nessun controllo successivo dice se l'arciere tiri meglio una volta tolto il segnalatore.

Il confronto con Kinect mette a fianco due persone sole, diverse per anni di pratica ma anche per tutto il resto, e riguarda trazioni a vuoto senza arco. L'autore stesso scrive che con l'arco in mano il sensore perde il gomito del braccio dell'arco e lo colloca sull'estremità del riser, che scambia per una parte del corpo. L'articolo è in giapponese con abstract in inglese, e il suo registro è quello di una relazione didattica: presenta sistemi costruiti in casa e qualche misura di esempio, non uno studio disegnato per stabilirne l'effetto.

È un articolo di ingegneria didattica più che di tecnica, e per chi tira dice soprattutto due cose. La prima è che un riferimento esterno immediato, anche grezzo come una luce o una nota tarate su un tiro andato a dieci, è stato seguito da gruppi più stretti in un principiante lasciato senza allenatore; quanto pesi il dispositivo rispetto al semplice fatto di avere un riferimento ripetibile, questo lavoro non lo può dire. La seconda è che l'arciere con tre anni di pratica ripeteva la posizione delle articolazioni più da vicino del principiante, il che mette dei numeri su una cosa che gli arcieri conoscono: la distanza fra chi è agli inizi e chi non lo è passa più dalla ripetibilità che dalla singola posizione.

Per un club che si allena da solo resta un esempio concreto di quello che si può costruire con componenti da poche decine di euro e un po' di programmazione. Non propone un metodo di allenamento, e i centimetri riportati vengono da una persona sola: non sono valori con cui confrontare il proprio raggruppamento.