L'elettromiografia: principio di funzionamento e applicazioni in ambito sportivo

Il sistema muscolare scheletrico è l'insieme di organi adibiti al movimento, il quale è permesso dalla contrazione muscolare. L’elettromiografia è un esame di tipo funzionale che analizza il funzionamento di uno o più muscoli attraverso i potenziali elettrici che si sviluppano in esso durante la contrazione. Patologie del sistema muscolare o del sistema nervoso possono compromettere il comportamento fisiologico che il corpo richiede e l’elettromiografia può aiutare nella diagnosi. Oltre al campo medico, l’elettromiografia può dimostrarsi utile in ambito sportivo, valutando come il sistema muscolare evolve nella sua risposta quando sottoposto a cicli di lavoro o di recupero. Obiettivo dell’elaborato è descrivere e comprendere il principio di funzionamento dell’indagine elettromiografica, analizzando lo strumento elettromiografo e il segnale elettromiografico, e come può essere applicata in ambito sportivo. È fornita una breve descrizione del sistema muscolare, dal punto di vista strutturale e meccanico, e del sistema nervoso, dal punto di vista elettrico. Tali principi permettono di comprendere come la forza muscolare viene prodotta e come il segnale mioelettrico si propaga. Dell’elettromiografo sono presentati gli elementi utilizzati per la registrazione e l’elaborazione del segnale. Per quanto riguarda il segnale, invece, vengono esposti i metodi di acquisizione, interpretazione ed elaborazione digitale dello stesso. In un’ultima parte si confrontano alcune specifiche tecniche di elettromiografi commerciali in funzione della specifica applicazione. È infine affrontato l’utilizzo dell’elettromiografia in ambito sportivo, esponendo alcuni articoli riguardanti il nuoto e il rugby. Nel caso del nuoto è esaminato come alcuni muscoli reagiscono lavorando ad intensità diverse e tra atleti di livello agonistico differente. Invece, nel caso del rugby viene fatto un confronto su come alcuni muscoli si attivano in un soggetto sano e in un soggetto patologico.

Multiresolution analysis (discrete wavelet transform) through Daubechies family for emotion recognition in speech

We propose a study of the mathematical properties of voice as an audio signal -- This work includes signals in which the channel conditions are not ideal for emotion recognition -- Multiresolution analysis- discrete wavelet transform – was performed through the use of Daubechies Wavelet Family (Db1-Haar, Db6, Db8, Db10) allowing the decomposition of the initial audio signal into sets of coefficients on which a set of features was extracted and analyzed statistically in order to differentiate emotional states -- ANNs proved to be a system that allows an appropriate classification of such states -- This study shows that the extracted features using wavelet decomposition are enough to analyze and extract emotional content in audio signals presenting a high accuracy rate in classification of emotional states without the need to use other kinds of classical frequency-time features -- Accordingly, this paper seeks to characterize mathematically the six basic emotions in humans: boredom, disgust, happiness, anxiety, anger and sadness, also included the neutrality, for a total of seven states to identify

Report tecnico – BioQuestionario e BioScoperta Applicazioni mobili per imparare giocando

L’informazione in campo ambientale assume un’importanza fondamentale in relazione all’obiettivo di accrescere il livello di consapevolezza e di sensibilità in relazione al concetto di ambiente, sia al fine di promuovere comportamenti coerenti con il principio di sviluppo sostenibile, sia per contribuire allo sviluppo di una responsabilità individuale e collettiva. Le tecnologie mobili nascono e si evolvono a partire dalla necessità dell’uomo di espandere i propri limiti e dall’esigenza di avere la possibilità di comunicare e accedere alle informazioni in maniera diretta e immediata. L'utilizzo di dispositivi mobili, quali smartphone e tablet, è in netta crescita in tutte le categorie di utenza e nei differenti contesti sociali. Possedere un dispositivo mobile dotato di accesso alla rete internet permette di avere il sapere a portata di mano e di comunicare con utenti in tutto il modo senza barriere fisiche e temporali. Inoltre, possono essere strumenti di grande aiuto, sia nel campo lavorativo che nel tempo libero, grazie all’utilizzo di innumerevoli applicazioni create ad hoc per l'acquisizione di informazioni e la loro fruizione. L’aspirazione del progetto, inserito nel Sistema di Comunicazione, Informazione e Diffusione dell’Osservatorio della Biodiversità della Sicilia, è la realizzazione di una applicazione che permetta ai visitatori di approfondire e consolidare i luoghi e forme della conoscenza offerti, durante la visita dell’Osservatorio della Biodiversità Regione Sicilia, dal personale qualificato rivestito dalle figure di ricercatori e tecnologi dell’IAMC CNR della sede di Capo Granitola. Gli scopi principali sono la comunicazione, l’informazione e l’educazione per lo sviluppo di conoscenze e sensibilità sul tema della Biodiversità per spronare gli utenti alla salvaguardia del territorio, rendendo facilmente accessibile l’approfondimento dei concetti riguardanti numerose specie e habitat del nostro territorio, attraverso una dimensione scientifica di stampo ludico.

Attività scientifiche del progetto Développement des Interventions innovantes sur les cépages de Vignes autochtones pour l’INtégration italo-tunisienne – DIVIN (PS1.1.002)”

Il progetto DIVIN, finanziato dal Programma di Cooperazione Transfrontaliera Italia Tunisia, è coordinato dall'Istituto per l’Ambiente Marino Costiero del Consiglio Nazionale delle Ricerche - IAMC-CNR (Bénéficiaire) UOS di Capo Granitola e coinvolge l' Istituto di Bioscienze e Biorisorse – IBBR (P1) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), il Centro di Biotecnologie di Borj - Cedria - CBBC (P2) L'Institut National de la Recherche Agronomique de Tunisie – INRAT (P3), La Direction Générale de la Production Agricole – DGPA (P4) e L’Associazione “Strada del vino Alcamo Doc” (P5). Il finanziamento complessivo è stato pari a € 674.107,06 e le attività si sono svolte a partire da novembre 2013 per concludersi a luglio 2016. Si è trattato di una prodigiosa opportunità per potenziare e valorizzare le eccellenze scientifiche in campo vitivinicolo e per consolidare la collaborazione tra Italia e Tunisia sulla produzione di vini di qualità e sul lancio di itinerari enoturistici che mettano in dialogo permanente le due sponde del mediterraneo. Il progetto, ha avuto la durata di 31 mesi e ha investito sullo sviluppo di ricerche e soluzioni tecnologiche per prevenire e curare le patologie della vite e per certificare e tracciare la qualità del vino prodotto in Italia e in Tunisia. I benefici del progetto hanno avuto ricadute anche su tutti i territori dell'area di cooperazione in quanto, nella parte finale del progetto, si sono sviluppate azioni di marketing congiunte per la creazione di un marchio d'area e l'ampliamento delle esperienze delle "strade del vino" per creare itinerari turistici tematici che colleghino le zone di produzione siciliane e quelle tunisine.

Transformada wavelet aplicada a análise automática de oscilografias de curta duração em unidades geradoras

The focus of this work is the automatic analysis of disturbance records for electrical power generating units. The main proposition is a method based on wavelet transform applied to short-term disturbance records (waveform records). The goal of the method is to detect the time instants of recorded disturbances and extract meaningful information that characterize the faults. The result is a set of representative information of the monitored signals in power generators. This information can be further classified by an expert system (or other classification method) in order to classify the faults and other abnormal operating conditions. The large amount of data produced by digital fault recorders during faults justify the research of methods to assist the analysts in their task of analysing the disturbances. The literature review pointed out the state of the art and possible applications for oscillography records. The review of the COMTRADE standard and wavelet transform underlines the choice of the method for solving the problem. The conducted tests lead to the determination of the best mother wavelet for the segmentation process. The application of the proposed method to five case studies with real oscillographic records confirmed the accuracy and efficiency of the proposed scheme. With this research, the post-operation analysis of occurrences is improved and as a direct result is the reduction of the time that generators are offline.

Monitoramento e identificação numérico e experimental de danos em vigas e pontes de aço e concreto utilizando transformadas de wavelet

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015.

Remoção de ruídos sísmicos utilizando transformada de wavelet 1D e 2D com software em desenvolvimento

In the Hydrocarbon exploration activities, the great enigma is the location of the deposits. Great efforts are undertaken in an attempt to better identify them, locate them and at the same time, enhance cost-effectiveness relationship of extraction of oil. Seismic methods are the most widely used because they are indirect, i.e., probing the subsurface layers without invading them. Seismogram is the representation of the Earth s interior and its structures through a conveniently disposed arrangement of the data obtained by seismic reflection. A major problem in this representation is the intensity and variety of present noise in the seismogram, as the surface bearing noise that contaminates the relevant signals, and may mask the desired information, brought by waves scattered in deeper regions of the geological layers. It was developed a tool to suppress these noises based on wavelet transform 1D and 2D. The Java language program makes the separation of seismic images considering the directions (horizontal, vertical, mixed or local) and bands of wavelengths that form these images, using the Daubechies Wavelets, Auto-resolution and Tensor Product of wavelet bases. Besides, it was developed the option in a single image, using the tensor product of two-dimensional wavelets or one-wavelet tensor product by identities. In the latter case, we have the wavelet decomposition in a two dimensional signal in a single direction. This decomposition has allowed to lengthen a certain direction the two-dimensional Wavelets, correcting the effects of scales by applying Auto-resolutions. In other words, it has been improved the treatment of a seismic image using 1D wavelet and 2D wavelet at different stages of Auto-resolution. It was also implemented improvements in the display of images associated with breakdowns in each Auto-resolution, facilitating the choices of images with the signals of interest for image reconstruction without noise. The program was tested with real data and the results were good

Compressão de Imagens Usando a Função de Peano e a Transformada Wavelet 1D

In this work, spoke about the importance of image compression for the industry, it is known that processing and image storage is always a challenge in petrobrás to optimize the storage time and store a maximum number of images and data. We present an interactive system for processing and storing images in the wavelet domain and an interface for digital image processing. The proposal is based on the Peano function and wavelet transform in 1D. The storage system aims to optimize the computational space, both for storage and for transmission of images. Being necessary to the application of the Peano function to linearize the images and the 1D wavelet transform to decompose it. These applications allow you to extract relevant information for the storage of an image with a lower computational cost and with a very small margin of error when comparing the images, original and processed, ie, there is little loss of quality when applying the processing system presented . The results obtained from the information extracted from the images are displayed in a graphical interface. It is through the graphical user interface that the user uses the files to view and analyze the results of the programs directly on the computer screen without the worry of dealing with the source code. The graphical user interface, programs for image processing via Peano Function and Wavelet Transform 1D, were developed in Java language, allowing a direct exchange of information between them and the user

Determination of embedment depth of timber poles and piles using wavelet transform

This paper presents an investigation on the wave propagation in timber poles with Wavelet Transform (WT) analysis for identification of the condition and underground depth of embedded timber poles in service. Most of non-destructive testing (NDT) applications for timber poles using wave-based methods consider only single wave mode and no dispersion. However, for wave propagations in timber poles (damaged/undamaged), such simplification may not be correct, especially for broad band excitation using impulse impact. To investigate the problem, a 5m timber pole was investigated numerically and experimentally. A dispersion curve is generated from the numerical results to provide guidance on the velocity and wave mode selection. Continuous wavelet transform (CWT) is applied on the same signal to verify the presence of modes and to process data from experimental testing. The results are presented in both time domain and time-frequency domain for comparison. The results of the investigation showed that, wavelet transform analysis can be a reliable signal processing tool for NDT in terms of condition and embedment length determination.

Determinations of stress wave velocity in a timber pole using wavelet transform

This paper presents an application of Wavelet Transfonn (WT) for determination of stress wave velocity for Non-destructive Testing of timber utility poles in service. For surface Non-destructive Testing (NDT), the hammer impact, which produces generally broadband frequency excitation, is used to generate stress wave. Moreover, due to practicality the impact location for field testing of a utility pole is on the side of the pole and 1.5 m above ground level. And the geometry of utility pole could not guarantee non-dispersive longitudinal wave. All of these issues have resulted in lack of accuracy and reliability of results from surface NDT in field testing. In recognition of such problem, this research explores methods to reliably calculate desired wave velocity by isolating wave mode and studying dispersive nature of utility pole. Fast Fourier Transfonn (FFT) is firstly conducted to determine the suitable frequency from a stress wave data. Then WT is applied on the wave data mentioned to perfonn time-frequency analysis. Velocity can be detennined by time history data of desired frequency from WT results which will be compared with the available analytical solution for longitudinal wave velocity. The results of the investigation showed that wavelet transfonn analysis can be a reliable signal processing tool for non-destructive testing in tenns of velocity detennination, which in tum also helps to detennine the embedded length of the timber pole.

Ranking of fibre-reinforced composite plate surface finish quality by wavelet texture analysis

In the automotive and other industries, the visual appearance of external surfaces is a key factor in perceived product quality. Traditionally, the quality of an automotive surface finish has been judged by expert human auditors. A set of 17 fibre-reinforced composite plates was previously manufactured to have a range of surface finish qualities and these plates were ranked by three expert observers and also optically digitally imaged. Following validation of the previous rankings, the wavelet texture analysis (WTA) technique was applied to the digital photographs to derive an instrumental measure of surface finish quality based on the panel images. The rank correlation between the human expert surface finish quality ratings and those from the W TA image analysis process was found to be positive, large and statistically significant. This finding indicates that WTA could form the basis of an inexpensive and practical instrumental method for the ranking of fibre-reinforced composite surface finish quality.