Sensore del respiro indossabile per arcieri: Romano 2019

Un gruppo di ingegneri del Campus Bio-Medico di Roma, con l'ENEA e la Scuola Sant'Anna, presenta due fasce elastiche da indossare sul torace, ciascuna con un sensore in fibra ottica annegato in un piccolo blocco di silicone, pensate per registrare respiro e battito degli arcieri durante il tiro. Il lavoro ha due parti. Nella prima, su quattro arcieri, una motion capture ha misurato quanto si deforma la parete del torace durante un tiro completo e durante il respiro tranquillo, per decidere dove mettere le fasce senza che il tiro le stiri troppo. La zona alta del torace a destra arrivava a deformarsi fino al 58% durante il tiro ed è stata scartata; le altre zone stavano tra il 18% e il 38%. Delle due linee scelte, una si deformava più dell'8% nel respiro tranquillo in tutti e quattro gli arcieri; l'altra, durante il tiro, dal 3 al 16%.

Nella seconda parte due volontari sani, di cui l'articolo non dice se tirino con l'arco, hanno indossato le fasce mentre respiravano, simulavano un tiro e trattenevano il fiato. Il segnale seguiva il respiro su tutte e due le fasce; i piccoli movimenti dovuti al battito si vedevano solo durante l'apnea, quando il respiro non li copriva. L'articolo non riporta né frequenze né confronti con uno strumento di riferimento: mostra le curve e conclude che il sistema è un primo passo.

Ogni sensore è un reticolo di Bragg in fibra ottica (lunghezza d'onda 1547 nm, reticolo di 10 mm) chiuso in un blocchetto di silicone Dragon Skin di 90 per 24 per 1 mm: quando il torace si espande la fascia lo stira e la lunghezza d'onda riflessa cambia. Per la scelta della posizione, quattro arcieri (due uomini e due donne) avevano 42 marcatori sulla parte anteriore del torace, ripresi da otto telecamere a infrarossi BTS; il torace era diviso in tre zone per lato (gabbia toracica alta, gabbia toracica bassa, addome) e per ogni coppia di marcatori è stata calcolata la deformazione massima, durante un tiro completo e durante quattro respiri tranquilli. Il lato sinistro alto è stato escluso anche per evitare i movimenti dei tessuti molli, soprattutto nelle donne.

La prova delle fasce è stata fatta su un uomo di 37 anni e una donna di 22, con un interrogatore ottico che registrava a 250 Hz: cinque respiri tranquilli, un'azione di tiro simulata, un'apnea, altri cinque respiri e una seconda apnea la più lunga possibile, il tutto ripetuto due volte.

È uno studio di fattibilità molto piccolo. Degli arcieri non si sa il livello né la disciplina, e ciascuno ha fatto un solo tiro; le fasce non sono mai state indossate durante un tiro con l'arco, ma da due volontari che simulavano il gesto. Mancano un elettrocardiogramma o uno spirometro di confronto, quindi non si sa con che precisione le fasce misurino la frequenza del respiro o del cuore: gli autori lo rimandano a lavori futuri. Il battito, inoltre, si vede solo in apnea: l'articolo non mostra se si riesca a leggerlo anche durante il tiro simulato, quando il torace si muove di più.

La posizione delle fasce è scelta in base alla deformazione del torace durante il tiro, ma la motion capture non poteva vedere i movimenti dovuti al cuore, per cui la vicinanza al cuore è stata solo considerata, non misurata. C'è anche una piccola incongruenza: l'abstract parla di silicone Dragon Skin 10, il testo di Dragon Skin 20.

Per chi tira oggi lo studio non cambia nulla: non dice come respirare né quando rilasciare, e non misura la prestazione. È interessante per chi segue la ricerca sugli strumenti indossabili, perché mostra due cose. La prima è che durante il tiro il torace dell'arciere, soprattutto nella parte alta a destra, si deforma molto più che nel respiro tranquillo, per cui un sensore messo nel punto meno adatto misurerebbe il gesto più che il respiro. La seconda è che una fascia leggera può seguire il respiro, mentre il battito per ora si legge solo in apnea; che le fasce non disturbino il tiro è un obiettivo degli autori, non ancora provato su arcieri in allenamento.