4.6.1 Descrizione progetto
Questo sviluppo nasce dalla collaborazione avvenuta tra il DIBRIS e l’Università di Minho all’interno del progetto europeo RISEWISE - Donne, disabilità e loro coinvolgimento sociale (appendice D) e che ha visto lo scambio di esperienza e conoscenza con ricercatori in visita dall’estero per periodi di secondment.
Secondo l'Organizzazione mondiale della sanità, circa il 15% della popolazione mondiale vive con qualche forma di disabilità e la tendenza attuale indica che questi numeri
continueranno ad aumentare durante gli anni successivi. Avere una disabilità può portare all'esclusione sociale, pertanto è fondamentale garantire che ogni individuo con una disabilità motoria o cognitiva possa partecipare nella società, nella massima misura
22 https://www.forbes.com/sites/shelisrael/2013/11/25/why-would-apple-buy-primesense/ 23 https://www.sparkfun.com/products/12787
possibile. È necessario quindi progettare e attuare strategie
innovative al fine di affrontare questi problemi, combattendo la
segregazione e promuovendo l'integrazione sociale.
Boccia (Fig. 113) è uno sport di palla di precisione basato sulla strategia che fa parte dei giochi paraolimpici dal 1984 ed è praticato in oltre 50 paesi in tutto il mondo. In origine, è stato progettato per gli individui con
paralisi cerebrale, ma le regole del gioco possono essere facilmente adattate agli individui con altri tipi di disabilità motorie o cognitive. Inoltre, Boccia è un gioco multiplayer, che incoraggia ulteriormente l'interazione tra il giocatore.
Sulla base di tutti questi presupposti è stato creato un sistema iniziale che grazie all’utilizzo di algoritmi di computer vision era in grado rilevare le palle, monitorare il campo da gioco, calcolare il punteggio di gioco corrente e visualizzarlo su un'interfaccia utente (Calado et al., 2018).
L'obiettivo futuro di tale sistema sarebbe quello di motivare gli anziani a partecipare più frequentemente al gioco Boccia, rendendo anche più piacevole l'esperienza di gioco complessiva in modo da stimolare inclusione ed il recupero fisico e cognitivo.
Questo obiettivo ha portato al considerare l’inserimento di diverse e nuove features per ampliare le possibilità di questo sistema e dare luogo a molteplici gradi di controllo ed interazione. Tra queste possibilità è emersa quella di progettare un virtual coach assistant (Fig. 114) che possa suggerire al giocatore il modo migliore di effettuare il lancio della palla e fargli ottenere uno score più alto, andando a stimolare quindi tutti quei processi fisici e cognitivi implicati nella decisione e nell’effettuazione del lancio.
Il mio contributo a questo progetto è consistito in una serie di attività di sviluppo che, insieme agli altri componenti del gruppo di lavoro - nonché ideatori del primo concept di Boccia applicato a questo uso - hanno portato alla creazione di una parte del primo prototipo di
questo virtual coach assistant. Nello specifico ci si è occupati della realizzazione del Virtual Boccia Simulator, un applicativo che potesse dare la possibilità di creare, replicare o
simulare possibili tentativi di lancio all’interno delle fasi del gioco sia in modo controllato che naturale.
I componenti, prima solo introdotti con lo studio da loro redatto, sono nello specifico: ● Alexandre Calado, assegnista di ricerca presso l’University of Minho (Braga,
Portugal) durante lo sviluppo e ora dottorando di ricerca all’Università di Roma Tor Vergata
● Paulo Novais, professore di Computer Science all’University of Minho (Braga, Portugal)
4.6.2 Analisi CUTE
Social Context Content Involved Display
Home Learning and training visual X
Work Psycho- and physiotherapy X aural
Public Virtual journeys and tour haptic
Education Interactive simulation olfactory
Health X Gaming taste
vestibular
Environment Fruition
Only real (totalmente fisico) One alone X Tracking
Combined ma overlay X One + audience body parts X
Combinato ed interagente Multi objects
Only virtual (totalmente digitale) Multi + audience
Audience only Outcomes
People relation Learning effectiveness
none X People disabilities Learning engagement
subordinate cognitive X Learning attitude
equal physical X Task performance
Reduced disease
symptoms X
Intention to use
Context
La descrizione e la comprensione del progetto in questione inserisce il sistema immersivo in un contesto health, dedicato al miglioramento delle condizioni psicofisiche degli individui che interagiscono col sistema.
A livello di tempo non vi è alcun vincolo specifico se non quello legato ai tempi di gioco in sé, cioè quindi a quelli che si presentano al momento del lancio della palla e l’organizzazione in set della gara. Sempre dettati un po’ dal concetto della simulazione delle attività del gioco è
richiesto uno spazio che permetta un movimento consono e appropriato a quanto previsto indicativamente dalle dimensioni dei box di lancio.
Users
L’analisi della tipologia degli utenti fa emergere una classificazione in cui il fattore della disabilità è piuttosto rilevante da considerare nelle fasi di progettazione e sviluppo.
Il sistema immersivo infatti deve essere utilizzato da individui con disabilità motorie dovute a precedenti malattie oppure dovute semplicemente a questioni di età che, col passare del tempo, hanno inciso e limitato le loro capacità motorie.
Non esistono quindi particolari ruoli in cui ci si deve calare se non quello di player in grado di effettuare l’azione di lancio per il raggiungimento di un obiettivo caratterizzato da un duplice aspetto. Uno dei due aspetti è di tipo esplicito ovvero il raggiungimento del punteggio migliore in seguito al lancio, mentre l’altro è di tipo implicito e caratterizzato dal
miglioramento della propria condizione dovuto allo sforzo cognitivo e motorio fatto per l’ottenimento del lancio ottimale.
Technology
La fase di sviluppo attuale di questo sistema ha previsto l’utilizzo di tecnologie che permettessero l’acquisizione dei gesti abilitanti al lancio della palla e la successiva illustrazione di informazioni in grado di visualizzare potenziali feedback e messaggi a schermo.
Per fare questo esistono diverse soluzioni, alcune invasive e altre meno, ma per lo scopo specifico ci siamo avvalsi dell’uso del sensore Kinect in quanto permette un uso stazionario e non invasivo sulla sagoma dell’individuo.
In futuro questo sistema verrà ampliato e adeguato con altre possibili soluzioni per quel che riguarda la gestione del tracking ma anche, e soprattutto, con altre tecnologie che vadano a completare lo sviluppo della funzionalità non interessate in questa fase e legate
principalmente alla gestione della comunicazione di informazioni tra sistema e utente. Vi è inoltre un altro ruolo per gli utenti, quello di supervisore che può intervenire in maniera diretta su alcune funzionalità legate al lancio e posizionamento diretto delle palle cosi come utilizzare altre funzionalità della simulazione utili a parti complementari del progetto.
Expertise
Lo sviluppo di questo progetto ha richiesto l’integrazione di molteplici figure in modo da poter permettere un approccio più rapido, diretto e modulare alle fasi e problematiche.
Da un lato serviva chi avesse conoscenza del problema, delle dinamiche del gioco, delle regole e delle funzionalità da implementare, mentre dall’altro chi potesse permettere l’implementazione software di quanto richiesto.
La componente portoghese del team, essendo colei che portava in dote l’idea dello sviluppo era bene a conoscenza di tutto il primo aspetto, mentre il resto è stato coperto dalle
competenze presenti nel laboratorio genovese.
La figura mia e quella di Alexandre Calado hanno permesso un interscambio di informazioni e competenze che si sono trasformate in conoscenze utili allo sviluppo ottimale del progetto. Lavorare a stretto contatto, collaborando e scambiandosi informazioni e pensieri riguardo alla progettazione ha permesso lo sviluppo di un sistema base con un’interfaccia idonea al problema da risolvere e abilitante all’esecuzione dell’esperienza.
4.6.3 Sviluppi e risultati
Il Virtual Boccia Simulator è stato sviluppato con successo utilizzando il software Unity 3D e l'attuale implementazione consente all'utente di lanciare le palline da ciascuna delle sei posizioni presenti sul campo (Fig. 115), potendo effettuare quindi delle operazioni coerenti al gioco reale.
Fig. 115 Campo da gioco Boccia
Una volta selezionato il punto di lancio è possibile scegliere una delle due modalità d’utilizzo: una legata al concetto di simulazione del lancio e un’altra che prevede il lancio diretto
attraverso un processo di motion tracking e gesture recognition.
controllo basato sui movimenti del mouse oltre che controllare alcune proprietà fisica della palla. Naturalmente, l'impostazione di questi parametri dipende dalla tipologia e dal livello di disabilità che si intende simulare.
La modalità che utilizza il controllo basato su gesture (Fig. 116) sfrutta le funzionalità del sensore Microsoft Kinect che è in grado di registrare i movimenti di utenti posizionati in fronte ad esso e che nel nostro caso abbiamo utilizzato per monitorare il movimento degli arti superiori in modalità sia seduta che in piedi in modo da riconoscere due diversi tipi di gesti, ovvero il lancio dall’alto e il lancio dal basso.
Fig. 116 Modalità simulativa basata su gesture
Le due modalità condividono una serie di funzionalità dedicate ad esempio alla selezione del punto di vista per la schermata principale, la selezione della texture del campo da gioco, la possibilità di scattare screenshot della schermata.
A livello della gestione della camera va inoltre citata la modalità "free-camera", che consente la navigazione libera dal punto di vista di riferimento e che consente il posizionamento libero di palline Boccia in qualsiasi punto del campo, simulando situazioni precise da sottoporre ad algoritmi di training di Intelligenza Artificiale grazie all’acquisizione di schermate e per finalità di analisi ed implementazione di un recommender system per l’esecuzione del lancio
migliore.
L’insieme di questi sviluppi ha permesso la creazione della base del sistema globale che si è descritto nella fase iniziale di questa sezione e che prevede una dimensione più ampia ed inclusiva di questo sistema con utilizzo di diverse tecnologie.