Cientifica, ISSN 2594-2921, vol. 28, no. 2, July-December 2024.
DOI: 10.46842/ipn.cien.v28n2a01
Sistema biomecánico para el entrenamiento de reflejos deportivos
Biomechanical System for Sports Reflex Training
Recibido 25-06-2024, aceptado 25-07-2024.
Resumen
En el ámbito deportivo, la mejora de los reflejos se considera un componente crucial durante el entrenamiento. Para ello, se utilizan diversas herramientas tecnológicas para entrenar la capacidad de reacción ojo-mano, una capacidad comúnmente asociada a los reflejos de un atleta. Los dispositivos utilizados para estas tareas se basan principalmente en sistemas de iluminación controlados de manera remota, combinados con sensores táctiles electrónicos. Sin embargo, algunos de estos sistemas presentan limitaciones físicas en términos de la estimación del tiempo de reacción del atleta. Por lo tanto, se desarrolló un sistema biomecánico para el entrenamiento de reflejos deportivos mediante el diseño de un robot Core XY que implementa un sistema electromecánico y de visión para controlar sus movimientos. Este dispositivo utiliza el análisis de video digital en tiempo real del área de juego, lo que permite el análisis biomecánico de las características asociadas al movimiento del atleta. El control de este manipulador robótico mueve un señuelo que el atleta debe seguir para entrenar progresivamente la precisión, velocidad y exactitud de sus movimientos. El efector final es identificado utilizando una cámara que observa constantemente los movimientos realizados, registrando los movimientos localmente en una tarjeta de desarrollo Raspberry PI para su posterior análisis. El diseño de este sistema permite un espacio de trabajo escalable y adaptable a diversas disciplinas. Todo el sistema fue simulado dentro del entorno de programación MATLAB-SIMULINK utilizando el módulo SIMSCAPE MULTIBODY para estimar los parámetros discretos de la función de transferencia de la cinemática de movimiento del manipulador robótico Core XY. En pruebas controladas, se encontró que la detección de movimiento del carrito aún se encuentra altamente influenciada por la luz ambiental. Por lo tanto, las futuras modificaciones del sistema pretenden abordar este problema. Este sistema ofrece una solución precisa para el entrenamiento de los reflejos en atletas, proporcionando un enfoque más exacto y potencialmente transformando la manera en que los entrenadores y atletas desarrollan habilidades de reacción en sus alumnos.
Abstract
In the sports field, the improvement of reflexes is considered a crucial component during training. Various technological tools are used to train the eye-hand reaction ability, a capacity commonly associated with an athlete's reflexes. The devices used for those tasks are primarily based on remotely controlled lighting systems, combined with electronic touch sensors. However, some of these systems present physical limitations in terms of the time reaction estimation. Therefore, a biomechanical system for sports reflex training was developed through the design of a core XY Robot that implements the electromechanical and vision system to control their movements. This device uses a real-time digital video analysis, which allows the analysis of characteristics associated to the athlete's movement. The control of this robotic manipulator moves a lure that the athlete must follow to progressively train precision, speed, and accuracy of movement. The end effector is identified using a camera that constantly observes the movements made, recording the movements locally on a Raspberry PI development board for subsequent analysis. The design of this system allows for a scalable workspace adaptable to various disciplines. The entire system is simulated within the MATLAB-SIMULINK programming environment using the SIMSCAPE MULTIBODY module to estimate the discrete parameters of the transfer function of the Core XY robotic manipulator's motion kinematics. In controlled tests, it was found that the movement detection of the cart is highly influenced by ambient light. Therefore, future modifications of the system aim to address this issue. This system offers a precise solution for training reflexes in athletes, providing a more accurate approach and potentially transforming the way coaches and athletes develop reaction skills in trainees.
Palabras clave: biomecánica deportiva, mecatrónica, visión por computadora.
Index terms: sport biomechanics, mechatronics, computer vision.
ISO 690 reference:
Mata Bernal, Tania Fernanda; Rivera Pineda, Jareth Israel;
Vázquez González, Miguel; Ponce de la Fuente, César;
Navarro Tuch, Sergio Alberto; Aguilar Pérez, Luis Antonio,
2024,
Sistema biomecánico para el entrenamiento de reflejos deportivos,
Científica, vol. 28, no. 2,
ISSN 2594-2921, e280201,
DOI: 10.46842/ipn.cien.v28n2a01
