Mediciones antropométricas sin contactos a partir de fotografías

Transcripción

1 Mediciones antropométricas sin contactos a partir de fotografías Dinorah Arellano 1 Javier Yáñez Mendiola 2 1 Maestra en Ciencia y Tecnología (PICYT), académica de la UTL; dinarela_25@hotmail.com 2 Doctor en ciencias (óptica) CIO, investigador académico (CIATEC), jyanez@ciatec.mx La antropometría es la ciencia de la determinación y aplicación de las medidas de cuerpo humano, tanto en reposo como en movimiento, estas medidas están determinadas por la longitud de los huesos, músculos y de la forma de las articulaciones. Además, de la anterior definición, es posible describirla de la siguiente manera: La antropometría ha sido definida como una interface cuantitativa entre la anatomía y fisiología o entre la estructura y función. Esta nueva especialidad evalúa a través de mediciones diversas, las características humanas de tamaño, forma, proporción, composición, maduración y estudia los problemas relacionados con el crecimiento y la nutrición 669

2 Ciencia auxiliar básica de las Ciencias Aplicadas al Ejercicio y al Deporte, que desarrolla métodos para la cuantificación del tamaño, la forma, las proporciones, la composición, la maduración y la función de la estructura corporal. (Willam D. Ross 1982). Es una disciplina básica para la solución de problemas relacionados con el crecimiento y el desarrollo, el ejercicio y la nutrición, y el rendimiento deportivo, brindando una relación clara entre la anatomía (o desarrollo estructural) y la función (o desarrollo funcional). otros, es importante conocer las dimensiones más importantes del cuerpo humano (posturas, posiciones), de tal manera que ese diseño se adapte al mayor número de seres humanos y que puedan desenvolverse con libertad y comodidad dentro de su entorno. Las medidas en un estudio antropométrico serán aquellas necesarias para un objetivo en concreto. El diseño puede ser para una persona específica, para un grupo de personas o para una población numerosa. En la Fig. 1y en la tabla 1, se muestran algunas dimensiones antropométricas estáticas para el diseño de espacios interiores. Tabla 1. Medidas básicas de mediciones antropométricas 1 Estatura 10 Altura de hombros sentado 2 Altura de los ojos 11 Altura de codo sentado 3 Altura de los hombros 12 Altura de muslo 4 Altura del codo 13 Distancia sacrorotula 5 Altura de la cadera 14 Longitud poplítea 6 altura de los nudillos 15 Altura de rodilla 7 Altura de la punta de los dedos 16 Altura poplítea 8 Altura sentado 20 Anchura de pecho 9 Altura de ojos sentado 21 Anchura abdominal Figura 1. Medidas antropométricas La antropometría y la ergonomía La antropometría, como auxiliar a la ergonomía, pretende ayudar a la búsqueda de la adaptación física del hombre al medio que lo rodea. En el caso de conformar un diseño interior, de un puesto de trabajo, maquinaria, equipo, entre Métodos de medición antropométrica Un método de medición antropométrico sencillo, de una forma indirecta lo propuso Drillis y Contini (1966). En este sentido, suministraron un sencillo método para la determinación dimensional de los segmentos del cuerpo humano, basado en la 670

3 obtención de un elevado número de medidas experimentales. partir de esos datos se puede reproducir la geometría y composición del cuerpo humano, combinando alturas, longitudes, anchuras, grosores, ángulos y perímetros. Las herramientas de la antropometría tradicional incluyen un conjunto de reglas, cintas métricas, inclinómetros, pie de rey, lápices para señalar marcas en la piel, entre otros. Equipos para mediciones antropométricas sin contacto Figura 2. Método propuesto por Drillis y Contini También se pueden realizar mediciones antropométricas de manera directa. Es directa por que se obtienen las dimensiones antropométricas directamente de la persona. No obstante, las técnicas directas requieren tanto de instrumentación apropiada, que reduzca la variabilidad introducida por el personal que efectúe los registros, como de posturas o gestos estandarizados, para poder comparar posteriormente las medidas. La antropometría tradicional proporciona una colección más o menos extensa de dimensiones lineales, es decir, medidas de distancia entre puntos anatómicos, entre puntos y superficies de referencia (suelo, pared, entre otros), perímetros o ángulos. A Existen diferentes dispositivos comerciales para realizar mediciones antropométricas, los hay simples como el vernier, existen también otros más complejos que utilizan microondas, rayos x, láser. A continuación se mencionan algunos de esos dispositivos y sus características fundamentales, su principio de operación y sus aplicaciones. a) Equipo de termografía infrarroja Básicamente es una cámara detectora de imágenes termográfica dentro de las bandas de longitud de onda de 8 a 12 µm. La cámara opera según el principio de escaneo del objeto a medir, el cual se muestrea mediante un escáner reflectante bidimensional. El escáner horizontal realiza la detección en líneas de 300 píxeles cada una, con una frecuencia de muestreo de 135 Hz (a la derecha y a la izquierda) y opera como oscilador resonante movido por un motor de corriente continua. El escáner 671

4 vertical configura la imagen completa a partir de las diversas líneas. Se capturan 200 líneas, siendo la secuencia de repetición de imágenes 1.25 Hz. También Puede trabajar este aparato con 100 o con 50 líneas. la vista. Las unidades se fijan en el suelo. Sólo son necesarios 8 segundos para explorar la totalidad del cuerpo humano. Para ello, el cliente debe desvestirse y permanecer de pie en una postura natural. b) Equipo de escaneo para pies Este tipo de instrumentos utiliza cuatro proyectores de láser y ocho cámaras fotográficas colocadas de tal manera que cubran por completo el pie. El pie se coloca sobre una placa de cristal y un mecanismo desplaza las cámaras y los láseres logrando con ello las mediciones. Las cámaras fotográficas y el láser miden el pie a partir de cuatro direcciones inmediatamente, así que toma solamente segundos para medir el pie entero. Para medir el pie, se colocan etiquetas engomadas que permiten localizar los huesos y tendones del pie. Estas etiquetas son detectadas e identificadas automáticamente. c) SYMCAD El SYMCAD no utiliza láser ni otro tipo de radiaciones nocivas. El dispositivo de captura de datos es fijo (no hay piezas en movimiento) dando resultados seguros y de fácil mantenimiento. Su tecnología patentada de adquisición en 3D se basa en la técnica de proyección de franjas con luz natural. d) Body Scanner El 3D BodyScanner está compuesto por cuatro columnas, cada una de las cuales incluye dos cámaras CCD y un láser de categoría 1 inocuo para Figura 3. Equipo body scaner Durante el escaneado no es necesario quitarse la ropa interior o las prendas deportivas ajustadas como, por ejemplo, prendas de lycra o de aerobics. El sistema detecta la superficie del cuerpo humano y reproduce en la computadora una representación tridimensional. La presencia física de la persona deja de ser necesaria para el proceso de toma de medidas, y puede realizarse en cualquier momento y lugar con sólo enviar un fichero través de Internet. e) Medición con una fotografía Esta técnica en particular se basa principalmente en la geometría proyectiva, la cual establece un modelo matemático de una cámara fotográfica de la forma: 672

5 m = PM. Donde m es la imagen del objeto, M es el objeto a medir y P, es la matriz de proyección. Para realizar las mediciones es necesario tener un patrón de referencia, como lo ilustra la figura 4. descrito aquellos instrumentos que no requieren contacto físico con el usuario. Bibliografía 1. Ozkaya, N. y Nordin, M. (1998), Fundamentals of biomechanics, EUA: Springer. 2. Ross, W.D. y Marfell Jones, M. (1991), Physiological Testing of Elite Athletes, Londres: Human Kinetics. 3. Sánchez-Lacuesta, J. y Prat, J. (1993), Biomecánica de la marcha humana normal y patológica, España: Instituto de Biomecánica de Valencia, Generalitat Valenciana Valencia España. 4. Schneck, D. J. y Bronzino, J. D. (Eds) (2003), Biomechanics Principles and Applications, EUA: CRC Press. 5. Sociedad de Ergonomistas de México A.C., (2004), Memorias del VI Congreso Internacional de Ergonomía, México: Universidad de Guanajuato. 6. Viladot Voegeli, A. (2001), Lecciones básicas de biomecánica del aparato locomotor, España: Springer. Figura 4. Fotografía tomada a una persona usando como referencia el marco la puerta Conclusiones La antropometría no sólo es una ciencia para realizar mediciones, sino que permite ir más allá de su propósito, es decir, se relaciona con otras áreas como lo es la ergonomía para el diseño de espacio. De una manera muy en particular ha permitido desarrollar equipos antropométricos tanto de los más simples como los más complejos. Aquí se ha 673