Machine learning methods in wearable sensors data processing for human movement assessment and classification

L'evento vedrà la presentazione dei risultati del progetto di ricerca BRIC INAIL 2019 ID37 dal titolo: SIDE - Sviluppo di un esoscheletro per dinamica simulata e interfaccia aptica

In this project, we aim to construct a camera network of RGB and RGB-D sensors (Kinect) that can be efficiently streamed across the IP network. We will develop and implement robust algorithms (based on sparse and low-rank pose/appearance representations) that enable persistent tracking across the camera network. Moreover, by accumulating and transferring the RGB-D model of each moving individual from one camera view to another, 3D pose can be persistently estimated. Our proposed method will be applied to multi-human markerless augmented reality in the NexCave of the VCC center.

Georgia Tech - Master Thesis abroad

E' a disposizione un argomento di tesi per l'applicazione di sistemi per la riabilitazione a basso costo in ambito clinico.
Il co-relatore di tesi è il Prof. Maurizio Porfiri, Full Professor presso il MECHANICAL AND AEROSPACE ENGINEERING (http://engineering.nyu.edu/people/maurizio-porfiri)
nel file allegato è riportato un recente articolo sull'argomento

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Academic Year 2013-14 SLIDES

Over the centuries the evolution of methods for the capture of human movement has been motivated by the need for new information on the characteristics of normal and pathological human movement. Several critical steps in the advancement of the discipline are considered in the context of addressing a particular need to answer fundamental questions regarding the process of human locomotion. In the present lecture the evolution of methods for the capture of human movement are described focusing also on the critical issues.

In questa parte del corso vengono considerati i diversi passaggi critici dello sviluppo di questa disciplina, con particolare riferimento alla necessità di rispondere a domande fondamentali riguardanti il movimento umano. In questo ciclo di lezioni vengono descritti l’evoluzione dei metodi per la registrazione del movimento umano, facendo riferimento alle criticità.

Academic year 2016/17 SLIDES - Introduction

Academic Year 207-2018

Academic Year 2018-2019 SLIDES

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Academic year 2013-14 SLIDES

Human movement tracking systems are expected to generate real-time data that dynamically represents the pose changes of a human body (or a part of it), based on well-developed motion sensor technologies where human movements can be detected using available visual and on-body sensors. Data acquisition is usually bound to noise or error. It is essential to study the structure and characteristics of individual sensors so that we can identify noise or error sources. In particular, information is sought concerning the movement of the whole-body centre of mass; the relative movement between adjacent bones, or joint kinematics; the forces exchanged with the environment; the resultant loads transmitted across sections of body segments or between body segments, or transmitted by individual body tissues such as muscles, tendons, ligaments, and bones; and body segment energy variation and muscular work.

I sistemi di tracking del movimento umano sono in grado di fornire dati in tempo reale che rappresentano in modo dinamico i cambiamenti della posa di un segmento corporeo (o di una sua parte), basandosi su tecnologie per cui i movimenti umani possono essere rilevati utilizzando informazioni ottiche o sensori posizionati sul soggetto ed ambedue le metodologie sperimentali sono affette da rumore. È essenziale quindi studiare il principio fisico di funzionamento e le caratteristiche metrologiche dei singoli sensori in modo da correttamente identificare le cause di errore e di quantificarne gli effetti. In particolare, le informazioni richieste in analisi del movimento riguardano il movimento del centro di massa del corpo; il movimento relativo tra segmenti ossei adiacenti, noto come cinematica articolare; le forze scambiate con l'ambiente; i carichi risultanti trasmessi tra sezioni di segmenti corporei o tra segmenti corporei, o trasmesse tra singoli tessuti del corpo, come i muscoli, tendini, legamenti e ossa; la variazione di energia per i segmenti corporei e il lavoro muscolare.

Academic Year 2016/17 SLIDES

LECTURE 2 slides

Academic Year 2018-2019 SLIDES

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Robot mediated therapy: upper limb

In this lecture, we discuss robot-mediated neurorehabilitation as a significant emerging field in clinical medicine. The present state-of-the-art robotic systems and their prospective function in rehabilitation of the upper and lower limbs are examined.

In questo modulo si discutono le tecniche di neuroriabilitazione mediata da robot poiché rappresenta un rilevante settore emergente nella pratica clinica. Si esaminano il corrente stato dell’arte dei sistemi robotici e il loro utilizzo per riabilitazione degli arti superiore e inferiore.

Academic Year 2017-2018 SLIDES

Academic Year 2017-2018 SLIDES

In this lecture we describe the methodologies and the instruments to measure the kinematic variables of the body segments, considering both a direct and an indirect approach. The relevant sources of errors are also described and analyzed.

In questo modulo si descrivono le metodologie e la strumentazione utilizzate per la misura di variabili cinematiche di e tra segmenti corporei, considerando sia un approccio diretto che indiretto. Le relative cause di errore sono descritte ed analizzate.

Academic Year 2016/2017 SLIDES

Academic Year 2017-2018

Academic Year 2018-2019 SLIDES

Academic Year 2016/17 SLIDESCartella

Academic Year 2017/18 SLIDESCartella

Academic Year 2018/19 SLIDES

In human movement analysis the kinematics is often associated with a more complete analysis of the kinematic chain, considering the force measurements needed to assess the joint loads, energies and powers. This lecture aims providing a full detailed description about the operation principles of force transducers, the design criteria and influence quantities that might affect the measurements. Force transducers are also described in biomedical applications, such as the measure of the in vitro muscle strength.

Nella analisi del movimento, l’analisi cinematica è spesso associata ad una più completa descrizione della catena considerando le misure della forza e della reazione vincolare, necessarie per la valutazione dei carichi applicati alle articolazioni, delle energie meccaniche e delle potenze in gioco. Scopo di questo modulo è di fornire una descrizione dettagliata dei principi di funzionamento dei trasduttori di forza, i criteri di progetto da adottare e le grandezza di influenza. I trasduttori di forza vengono descritti anche nel contesto più ampio delle applicazioni biomediche, come per la misura delle forze muscolari in vitro.

The enclosed material integrates Chapter 5 of "Sensors and Transducers for Mechanical Measurements Volume 2".

Academic Year 2016-2017 SLIDES
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Academic Year 2018-2019 SLIDES

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Academic Year 2018-2019 SLIDES

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This lecture discusses and synthetize the world of wearable robots: from the history and the development of the related technology to the analysis of the main part of the exoskeleton, from bio-inspiration to human-robot interaction.

In questo modulo didattico si discute e sintetizza il mondo dei robot “indossabili”: dalla storia e dallo sviluppo delle relative tecnologie all’analisi delle parti principali di un esoscheletro; dalla progettazione basata sulla bio-inspiration all’interazione uomo-robot.

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Matlab Tutorial 2018-2019Cartella