Fretboard inovador reduz lesões em guitarristas
Novo raio de braço ajuda guitarristas a medir pressão pra evitar lesões.
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Índice
Muitos músicos enfrentam lesões por causa de movimentos repetitivos e estresse no corpo. Guitarristas, em especial, costumam ter problemas com os dedos e as mãos. Essas questões podem dificultar o desempenho depois de uma lesão. Para ajudar a resolver esse problema, criamos uma fretboard de guitarra especial que mede quão forte o músico está pressionando as cordas. Essa ferramenta tem o objetivo de ajudar os músicos a aprenderem melhores técnicas e evitarem lesões.
A Fretboard Sensível à Força
Nossa nova fretboard usa 72 pequenos Sensores de força que conseguem detectar a pressão em cada ponto onde as cordas se encontram com os trastes. Cada sensor tem uma peça que se dobra quando alguém pressiona e um sensor de luz que percebe essa dobra. O sistema consegue medir forças de 0 a 25 newtons (N), o que é suficiente para a maioria dos estilos de tocar, fazendo isso 20 vezes por segundo. Ele pode descobrir com precisão a pressão utilizada com uma margem de erro bem pequena.
Por Que Criamos Essa Ferramenta
Muitos músicos não se recuperam totalmente de lesões. Os guitarristas estão especialmente em risco porque usam os dedos e as mãos da mesma maneira repetidamente. Para ajudar a prevenir lesões, nosso sistema pode alertar os músicos em tempo real se eles estiverem pressionando demais durante os treinos, incentivando técnicas melhores.
Sistemas anteriores para medir força em guitarras tinham problemas. Eles mudavam muito a forma da guitarra e só conseguiam medir a força total sem separar em dedos individuais. Nós resolvemos isso ao projetar uma fretboard especial que não muda a aparência ou a sensação de uma guitarra tradicional, mas ainda proporciona um Feedback detalhado para cada um dos 72 pontos de sensor.
Como Funciona
Os Sensores
Os sensores que usamos são diferentes dos tipos tradicionais que costumam ter problemas como leituras imprecisas ou exigem configurações complicadas. Nossos sensores são leves e baratos, o que os torna fáceis de usar. Cada sensor usa um feixe de luz que se reflete em uma superfície. Quando a pressão é aplicada ao sensor, a distância até o feixe muda, permitindo medir a força usada.
As Flexões
As flexões são as partes dos sensores que se dobram. Elas têm dois papéis importantes: medir a pressão e criar uma superfície para as cordas vibrarem ao tocar notas. Projetamos essas flexões para dobrarem apenas um pouquinho sob pressão, permitindo que elas reflitam a luz necessária para o funcionamento dos sensores.
Eletrônica e Fonte de Alimentação
Todas as partes eletrônicas estão montadas em um único pedaço de placa de circuito que se estende ao longo da fretboard. Existem vários componentes que ajudam a gerenciar os sensores e transmitir as informações para um computador. O sistema é alimentado por uma conexão USB simples, facilitando o uso.
Testes com Usuários
Para ver como o sistema funciona, testamos com músicos. Eles usaram uma configuração especial que permitiu aplicar pressões diferentes ao longo da fretboard. Comparamos as leituras dos nossos sensores com uma ferramenta de medição muito precisa para garantir que estavam funcionando corretamente.
Os resultados mostraram que nossos sensores conseguem medir a força com precisão. A maioria dos sensores estava dentro da faixa de erro desejada, o que significa que eram confiáveis para uso diário. Também notamos algumas variações leves entre diferentes sensores, provavelmente devido a diferenças de temperatura. Para resolver isso, adicionamos um recurso de compensação de temperatura que ajuda a manter as leituras consistentes.
Feedback dos Músicos
Os músicos que testaram nosso sistema deram um feedback positivo. Eles acharam as medições de força em tempo real úteis para o jeito que tocam. Muitos apreciaram o feedback instantâneo, que os incentivou a mudar como aplicavam pressão ao tocar. Alguns usuários notaram pequenas mudanças na qualidade do som, mas no geral, os benefícios da ferramenta foram reconhecidos.
Desenvolvimentos Futuros
A gente planeja coletar mais dados dos testes de usuários para melhorar o sistema. Vamos trabalhar na refinamento do recurso de compensação de temperatura, aumentar a velocidade das leituras e reduzir qualquer ruído na eletrônica. Essas mudanças vão ajudar a tornar o sistema ainda melhor para os músicos.
Conclusão
Esse projeto criou uma nova fretboard sensível à força para guitarras clássicas. O design permite medir a força individual sem mudar a aparência ou a sensação da guitarra. Nossos testes confirmaram que o sistema funciona com precisão e oferece um feedback valioso para os músicos. Essa ferramenta pode ajudar os guitarristas a desenvolver hábitos mais saudáveis ao tocar e reduzir o risco de lesões.
Continuando a testar e melhorar o sistema, nosso objetivo é torná-lo uma ferramenta essencial para músicos de todos os níveis.
Título: Multi-Contact Force-Sensing Guitar for Training and Therapy
Resumo: 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.
Autores: Zhiyi Ren, Chun-Cheng Hsu, Can Kocabalkanli, Khanh Nguyen, Iulian I. Iordachita, Serap Bastepe-Gray, Nathan Scott
Última atualização: 2023-02-25 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2304.06521
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.06521
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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