Studio sull’utilizzabilità di un’interfaccia corpo-macchina basata su video

Abstract

Le disabilità motorie, in particolare i traumi al midollo spinale, rappresentano una sfida significativa nella vita delle persone, limitando la loro indipendenza e mobilità. Questa tesi si concentra sull'importanza dello sviluppo e dell'analisi di utilizzabilità di strumenti innovativi per assistere e migliorare lo stile di vita di coloro che affrontano queste sfide. In questo contesto, la Body-Machine Interface (BoMI) emerge come una soluzione efficace per l'interazione tra gli utenti e dispositivi esterni, offrendo non solo un miglioramento della vita quotidiana, ma anche l'estensione delle capacità umane a dispositivi come droni e braccia robotiche. Il nostro lavoro si propone di analizzare e valutare una BoMI makerless basata sull'acquisizione e l'analisi video per il controllo del cursore di un personal computer attraverso il movimento di spalle e naso. Abbiamo condotto uno studio pilota coinvolgendo 30 volontari come popolazione di controllo. Il protocollo sperimentale prevedeva due prove distintive: la prima utilizzando il movimento del naso e delle spalle, la seconda limitandosi all'uso delle sole spalle. La scelta di queste modalità mirava a comprendere l'utilizzabilità della BoMI markerless per poi, in futuro, essere proposta come strumento di ausilio per persone con disabilità motorie. I risultati ottenuti attraverso l'analisi dei dati raccolti durante le prove indicano un notevole miglioramento nel controllo del cursore in entrambe le modalità. Questa BoMI makerless si rivela una soluzione versatile, economica e di facile utilizzo per l'interfacciamento con dispositivi esterni. In conclusione, questa tesi contribuisce alla comprensione e all'applicazione di tecnologie avanzate per migliorare la qualità di vita delle persone con disabilità motorie. I risultati positivi ottenuti dal nostro studio pilota evidenziano il potenziale di questa BoMI nel favorire l'indipendenza e l'integrazione degli utilizzatori.

Motor disabilities, particularly spinal cord injuries, represent a significant challenge in people’s lives, limiting their independence and mobility. This thesis focuses on the importance of developing and analyzing the usability of innovative tools to assist and improve the quality of life of those facing these challenges. In this context, the Body-Machine Interface (BoMI) emerges as an effective solution for interaction between users and external devices, offering not only an improvement in daily life but also the extension of human capabilities to devices such as drones and robotic arms. Our work aims to analyze and evaluate a markerless BoMI based on video acquisition and analysis for controlling a personal computer cursor through shoulder and nose movements. We conducted a pilot study involving 30 volunteers as a control population. The experimental protocol included two distinct trials: the first using both nose and shoulder movements, and the second limited to the use of the shoulders only. The choice of these modalities was intended to assess the usability of the markerless BoMI, with the future goal of proposing it as an assistive tool for people with motor disabilities. The results obtained from the analysis of the data collected during the trials indicate a notable improvement in cursor control in both modalities. This markerless BoMI proves to be a versatile, low-cost, and easy-to-use solution for interfacing with external devices. In conclusion, this thesis contributes to the understanding and application of advanced technologies aimed at improving the quality of life of people with motor disabilities. The positive results of our pilot study highlight the potential of this BoMI in promoting user independence and integration