Fretboard innovativo riduce gli infortuni alla chitarra
Nuovo manico aiuta i chitarristi a misurare la pressione per prevenire infortuni.
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Indice
Molti musicisti affrontano infortuni a causa di movimenti ripetitivi e stress sui loro corpi. I chitarristi, in particolare, spesso hanno problemi con le dita e le mani. Questi problemi possono rendere difficile suonare bene dopo un infortunio. Per aiutare a risolvere questo problema, abbiamo creato una particolare tastiera per chitarra che può misurare quanto forte un musicista sta premendo sulle corde. Questo strumento mira ad aiutare i musicisti a imparare tecniche migliori e a evitare infortuni.
La Tastiera Sensibile alla Forza
La nostra nuova tastiera utilizza 72 piccoli Sensori di forza che possono dire quanto pressione viene applicata in ogni punto in cui le corde incontrano i tasti. Ogni sensore ha un pezzo che si piega quando qualcuno lo preme e un sensore di luce che rileva l'inclinazione. Il sistema può misurare forze da 0 a 25 newton (N), che è sufficiente per la maggior parte degli stili di suono, e lo fa 20 volte al secondo. Può capire quanta pressione viene utilizzata con un piccolo margine d'errore.
Perché Abbiamo Creato Questo Strumento
Molti musicisti non si riprendono completamente dagli infortuni. I chitarristi sono particolarmente a rischio perché usano le dita e le mani nello stesso modo in modo ripetuto. Per aiutare a prevenire infortuni, il nostro sistema può avvisare i musicisti in tempo reale se stanno premendo troppo forte mentre provano, incoraggiandoli a usare tecniche migliori.
I sistemi precedenti per misurare la forza sulle chitarre avevano problemi. Cambiavano troppo la forma della chitarra e potevano solo misurare la forza complessiva senza suddividerla tra le singole dita. Abbiamo risolto questo progettando una tastiera speciale che non cambia l'aspetto o la sensazione di una chitarra tradizionale, pur fornendo un Feedback dettagliato per ciascuno dei 72 punti sensore.
Come Funziona
I Sensori
I sensori che abbiamo usato sono diversi dai tipi tradizionali che spesso hanno problemi come letture instabili o richiedono configurazioni complicate. I nostri sensori sono leggeri e poco costosi, rendendoli facili da usare. Ogni sensore utilizza un fascio di luce che si riflette su una superficie. Quando viene applicata pressione al sensore, la distanza dal fascio cambia, permettendoci di misurare la forza in uso.
Le Flessure
Le flessure sono le parti dei sensori che si piegano. Svolgono due ruoli importanti: forniscono un modo per misurare la pressione e creano una superficie contro cui le corde possono vibrare quando si suonano le note. Abbiamo progettato queste flessure in modo che si pieghino solo un po' sotto pressione, permettendo loro di riflettere accuratamente la luce necessaria per il funzionamento dei sensori.
Elettronica e Alimentazione
Tutti i componenti elettronici sono montati su un'unica scheda di circuito che corre lungo la tastiera. Ci sono diversi componenti che aiutano a gestire i sensori e trasmettere le informazioni a un computer. Il sistema è alimentato tramite una semplice connessione USB, rendendo facile collegarlo e iniziare a usarlo.
Test degli Utenti
Per vedere quanto bene funziona il sistema, lo abbiamo testato con musicisti. Hanno usato una configurazione speciale che consentiva di applicare diverse pressioni sulla tastiera. Abbiamo confrontato le letture dei nostri sensori con uno strumento di misurazione molto preciso per assicurarci che funzionassero correttamente.
I risultati hanno mostrato che i nostri sensori erano in grado di misurare la forza in modo accurato. La maggior parte dei sensori era entro l'intervallo di errore desiderato, il che significa che erano affidabili per l'uso quotidiano. Abbiamo anche notato alcune leggere variazioni tra i diversi sensori, probabilmente a causa di differenze di temperatura. Per affrontare ciò, abbiamo aggiunto una funzione di compensazione della temperatura che aiuta a mantenere le letture costanti.
Feedback dai Musicisti
I musicisti che hanno testato il nostro sistema hanno fornito feedback positivi. Hanno trovato utili le misurazioni di forza in tempo reale per il loro modo di suonare. Molti hanno apprezzato il feedback immediato, che li ha incoraggiati a cambiare il modo in cui applicavano la pressione mentre suonavano. Alcuni utenti hanno notato lievi cambiamenti nella qualità del suono, ma nel complesso, i vantaggi dello strumento sono stati riconosciuti.
Sviluppi Futuri
Abbiamo in programma di raccogliere più dati dai test degli utenti per migliorare il sistema. Lavoreremo per perfezionare la funzione di compensazione della temperatura, aumentare la velocità delle letture e ridurre eventuali rumori nell'elettronica. Questi cambiamenti aiuteranno a rendere il sistema ancora meglio per i musicisti.
Conclusione
Questo progetto ha creato una nuova tastiera compatta sensibile alla forza per chitarre classiche. Il design consente di misurare la forza individuale senza cambiare l'aspetto o la sensazione della chitarra. I nostri test hanno confermato che il sistema funziona accuratamente e fornisce feedback prezioso ai musicisti. Questo strumento può aiutare i chitarristi a sviluppare abitudini di suono più sane e ridurre il rischio di infortuni.
Continuando a testare e migliorare il sistema, puntiamo a renderlo uno strumento essenziale per musicisti di tutti i livelli di abilità.
Titolo: Multi-Contact Force-Sensing Guitar for Training and Therapy
Estratto: Hand injuries from repetitive high-strain and physical overload can hamper or even end a musician's career. To help musicians develop safer playing habits, we developed a multiplecontact force-sensing array that can substitute as a guitar fretboard. The system consists of 72 individual force sensing modules, each containing a flexure and a photointerrupter that measures the corresponding deflection when forces are applied. The system is capable of measuring forces between 0-25 N applied anywhere within the first 12 frets at a rate of 20 Hz with an average accuracy of 0.4 N and a resolution of 0.1 N. Accompanied with a GUI, the resulting prototype was received positively as a useful tool for learning and injury prevention by novice and expert musicians.
Autori: Zhiyi Ren, Chun-Cheng Hsu, Can Kocabalkanli, Khanh Nguyen, Iulian I. Iordachita, Serap Bastepe-Gray, Nathan Scott
Ultimo aggiornamento: 2023-02-25 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2304.06521
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.06521
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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