El Instituto de Biomecánica (IBV) ha sido designado como “FIFA Research Institute for Football Technology and Innovation”; está utilizando su tecnología de vanguardia MOVE4D (escaneado corporal dinámico) para capturar la forma y las dimensiones del cuerpo humano en movimiento; desarrolla un algoritmo para identificar y clasificar la gravedad de la curva escoliótica; emplea tecnología de escaneado corporal dinámico para el análisis del gesto deportivo e incorpora la captura del movimiento de la propia persona en tiempo real durante la experiencia virtual, permitiendo una interacción más natural, sin el uso mandos.
Sostenibilidad, democratización de la tecnología y desarrollo de estándares globales para el fútbol
El Instituto de Biomecánica (IBV) ha sido designado como “FIFA Research Institute for Football Technology and Innovation”. El centro suma esta distinción a las múltiples que ya ostenta en el ámbito deportivo, posicionándolo como el centro español con más reconocimientos de federaciones deportivas, nacionales e internacionales, y entidades de referencia como ENAC (Entidad Nacional de Acreditación).
Esta designación implica una colaboración directa con la FIFA en proyectos clave que abordan desafíos como la sostenibilidad, la democratización de la tecnología y el desarrollo de estándares globales para el fútbol.
“Nuestra relación con la FIFA comenzó hace más de 20 años, habiendo sido el primer centro español que fue acreditado para la certificación de superficies de hierba artificial para la práctica del fútbol, tanto en laboratorio como en campo, en el marco de su Quality Programme, y este nuevo reconocimiento culmina la consolidada trayectoria con la Federación Internacional”, declara Juan Carlos González, director de innovación en Deporte, Calzado e Indumentaria en IBV.
En el marco de su colaboración con la FIFA como FIFA Research Institute, el IBV lidera un proyecto innovador para investigar la interacción del calzado de fútbol con diferentes superficies de juego. Este proyecto busca establecer directrices claras para jugadores y fabricantes de calzado deportivo, garantizando que el diseño de las botas ofrezca un rendimiento óptimo y una mayor seguridad para los jugadores en las superficies donde se practica el deporte.
“El calzado de fútbol juega un papel fundamental en la interacción del jugador con la superficie de juego y con el balón. Sin embargo, hasta ahora no existen estándares específicos, ni certificaciones de calidad reconocidas por FIFA para este tipo de equipamiento. Nuestro objetivo es sentar las bases para un futuro programa de calidad que beneficie a toda la industria y al deporte en general”, ha explicado González.
Para este proyecto, el IBV contará con la colaboración de la Universidad Europea de Valencia, en los aspectos más relacionados con la valoración biomecánica de los deportistas y su interacción con el calzado.
La designación del IBV como FIFA Research Institute le llevará a trabajar junto a otros centros de investigación, organismos y expertos internacionales en tecnología aplicada al deporte. Esta colaboración busca no solo mejorar el rendimiento del calzado de fútbol y las superficies de juego, sino también contribuir al desarrollo de estándares globales de calidad y sostenibilidad en el fútbol.
“Nuestra experiencia como centro FIFA para la certificación de superficies de hierba artificial y natural, y nuestra dilatada trayectoria en normalización e investigación avanzada en áreas como los factores humanos y la biomecánica hace que podamos contribuir al desarrollo de nuevos estándares que permitan la evolución de este deporte de masas”, concluye González.
Con este reconocimiento, el IBV reafirma su compromiso con la excelencia científica y la innovación tecnológica, consolidándose como un actor clave en la transformación de un deporte con tanta trascendencia como es el fútbol.
Escaneado corporal dinámico
El uso del escaneado corporal dinámico abre una nueva vía para el estudio de la morfología muscular y el movimiento humano, incluido el análisis de los volúmenes y las formas de segmentos corporales o la deformación dinámica de los tejidos blandos, lo que puede ayudar a los profesionales clínicos a tomar decisiones más precisas en el estudio de patologías musculares, articulares o del sistema nervioso.
El Instituto de Biomecánica (IBV), referente mundial en el ámbito de la Antropometría 3D, ha lanzado el proyecto 4DMOVEMENT. Se trata de una investigación para explorar el uso y potenciales ventajas del escaneado corporal dinámico en el análisis de trastornos y patologías musculares, articulares o del sistema nervioso.
“Con el escaneado corporal dinámico se abren un sinfín de posibilidades en el análisis del movimiento humano y aplicaciones en el ámbito de la salud. La medición precisa de movimientos articulares y musculares da información para tomar decisiones médicas clave relativas al diagnóstico o rehabilitación de patologías”, destaca Beatriz Mañas, directora de Innovación de Tecnologías en IBV.
Para ello, el IBV está utilizando su tecnología MOVE4D, un escáner corporal dinámico de última generación que permite obtener el modelo digital completo de la persona en movimiento, a través de la captura de secuencias 4D con gran precisión, alta frecuencia, con una topología de malla consistente y procesado automático.
El escaneado corporal dinámico permite superar algunas de las limitaciones de los sistemas tradicionales de análisis del movimiento humano utilizados en el ámbito clínico, como la videofotogrametría con marcadores.
“MOVE4D posibilita estudiar el movimiento humano sin necesidad de que el profesional clínico instrumente al paciente, evitando los problemas de precisión causados por la colocación inexacta o el desplazamiento de los marcadores en el desarrollo del gesto que se estudia o las oclusiones de los marcadores en el estudio de ciertas articulaciones, como en el caso de las rotaciones de muñeca, tobillo o codo. Por otra parte, esta tecnología permite obtener información de hasta 50.000 puntos del cuerpo humano, frente a las decenas de puntos que pueden ser medidos por videofotogrametría”, apunta Mañas.
Como resultado se obtiene una mayor precisión en la medición de movimientos articulares y musculares en los procesos de valoración de las capacidades funcionales del paciente, tanto en la fase de diagnóstico como de rehabilitación.
Por otra parte, el escaneado corporal dinámico permite estudiar la cinemática de pacientes con patologías que dificultan su medición por las técnicas tradicionales, como es el caso de pacientes neurológicos.
Inteligencia Artificial para mejorar el diagnóstico de la escoliosis
Por otro lado, el Instituto de Biomecánica (IBV) ha liderado una investigación, financiada por la unidad de Innovación del Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación (Ivace+i), para mejorar el diagnóstico de la escoliosis mediante inteligencia artificial aplicada a la imagen médica.
El Centro Tecnológico ha desarrollado un algoritmo para poder identificar y clasificar la gravedad de la curva escoliótica basada en la determinación del ángulo de Cobb, parámetro que determina la severidad de la escoliosis y, por tanto, el tratamiento a seguir.
Todo ello, permite que el diagnóstico de la escoliosis sea más preciso, evitando los sesgos que se producen entre los diferentes observadores, y mucho más rápido, agilizando el trabajo del profesional clínico y disminuyendo la espera del paciente.
Los resultados obtenidos han generado expectación en empresas del ámbito clínico que ya han mostrado gran interés en continuar con esta prometedora línea de investigación para integrar los resultados obtenidos en sus procesos asistenciales de diagnóstico de la escoliosis.
En palabras de la consellera de Innovación y presidenta de Ivace+i, Marián Cano, “esta investigación traslacional permite producir resultados más significativos y aplicables que beneficien directamente la salud humana; aspecto en el que el IBV ha demostrado estar a la vanguardia”.
Por su parte, Javier Sánchez, director gerente del IBV ha declarado “Estas investigaciones ponen en valor la colaboración público privada y demuestran el papel que jugamos los centros tecnológicos en la transferencia de los resultados al tejido empresarial y a la sociedad”.
En este sentido Marián Cano ha reiterado “el activo que los Centros Tecnológicos suponen para las empresas” y como ejemplo ha indicado que por cada euro invertido en la actividad de los institutos tecnológicos tiene un retorno social de 11,63 euros.
El sector de la salud se encuentra en un momento de pleno crecimiento, al tiempo que inmerso en profundos cambios debido a factores como la introducción de nuevas regulaciones, el uso de tecnologías emergentes y los avances en la mejora del diagnóstico, el tratamiento, la planificación y la ejecución de procedimientos quirúrgicos, y de servicios de salud, en general.
El estudio del IBV es una de las líneas de investigación que incluye el proyecto IMAMED, financiado con 200.000 euros por Ivace+i y la Unión Europea en el marco del programa FEDER Comunitat Valenciana para el periodo 2021-2027.
Mediante este proyecto el centro tecnológico, en colaboración con empresas y entidades del sector sanitario, estudia el desarrollo de nuevas herramientas, basadas en la imagen médica, para investigación en diagnóstico clínico, modelos corporales, segmentación y planificación quirúrgica.
Las empresas que colaboran en este proyecto con el IBV son ASCIRES GRUPO BIOMÉDICO (grupo biomédico pionero en España en diagnóstico por imagen y medicina nuclear, además de un referente en Oncología radioterápica), AVAMED SYNERGY (empresa pionera de cirugía digital centrada en mejorar la eficiencia quirúrgica y la precisión), IT3D GROUP (grupo de empresas líder en soluciones de escaneado y digitalización 3D) y TEQUIR (implantes quirúrgicos).
Tecnología de escaneado corporal dinámico para el análisis del gesto deportivo
Del mismo modo, en la evaluación de la práctica y el rendimiento deportivo se utilizan metodologías provenientes de la antropometría y de la biomecánica, que se aplican tanto a la evolución del estado fisiológico de deportistas, la valoración de la ejecución técnica de los gestos deportivos o al estudio de la influencia de nuevos diseños de indumentaria o productos deportivos en el rendimiento.
En las últimas décadas se han empleado numerosas tecnologías para la valoración en deporte como MRI, EMG, MoCap, IMUs, etc, pero la mayor parte de estas tecnologías tienen una aplicación compleja ya que, o bien no pueden usarse mientras el deportista está en movimiento (como MRI) o bien alteran su capacidad de movimiento (como los IMUs). Por lo tanto, la información que ofrecen es incompleta o sesgada.
En este contexto, el Instituto de Biomecánica (IBV) ha llevado a cabo el proyecto ANT4SPORT. Una iniciativa que se centra en explorar el uso de tecnología de escaneado corporal dinámico 4D para generar nuevos indicadores antropométricos aplicados a la valoración del rendimiento deportivo.
Esta novedosa tecnología permite conocer las variaciones de la forma corporal durante la práctica deportiva con una precisión milimétrica, de forma no intrusiva y, por lo tanto, sin alterar o condicionar los movimientos del deportista.
En palabras de Juan Carlos González, director de innovación en deporte de IBV, “El análisis de las variaciones morfológicas del cuerpo en movimiento nos permite comprender con mayor profundidad la mecánica de los gestos deportivos y su influencia en el rendimiento y la prevención de lesiones”.
Dada la rapidez, e incluso explosividad en ocasiones, de los movimientos deportivos, durante el proyecto se han generado protocolos y algoritmos de procesado específicos para la captura y análisis de este tipo de movimientos, proporcionando variables antropométricas como distancias, contornos, áreas o volúmenes y permitiendo un análisis cuantitativo de las alteraciones morfológicas.
Estas investigaciones abren una enorme puerta en el ámbito del deporte, pues “la información proporcionada mediante esta tecnología tiene potencial aplicación en el estudio de gestos técnicos, en la evaluación del estado del atleta, en el seguimiento de procesos de rehabilitación tras una lesión o en el diseño de indumentaria deportiva, entre otras”, declara González.
Un ejemplo de las posibilidades de esta herramienta ha sido el estudio comparativo realizado durante el proyecto con practicantes de marcha nórdica y marcha atlética, que ha permitido analizar con detalle el patrón de movimiento en cada modalidad, obteniéndose información valiosa y precisa sobre las variaciones de la altura de la cadera de los deportistas durante la práctica de cada disciplina.
ANT4SPORT ha contado con la colaboración de empresas como Blautic Designs, Analog Devices, Kaldevi Ingeniería Geriátrica, Club de Senderismo y Marcha Nórdica ‘Descubre’ y Pilates Prof. Coop., y sus prometedores resultados son potencialmente transferibles al sector del deporte, incluyendo a centros/clubes deportivos, fabricantes de indumentaria deportiva, proveedores de material deportivo, centros de investigación, centros de medicina deportiva y startups, entre otros.
Realidad Virtual de “interacción natural” de la persona en tiempo real
La realidad virtual se ha convertido en una herramienta clave para el sector industrial y empresarial, ya que permite a las empresas desarrollar o testear productos, servicios o entornos en cualquier fase del ciclo de desarrollo, probando la adecuación de los mismos a través de la interacción virtual de la persona usuaria con estos, reduciendo considerablemente los costes de prototipado físico, incrementando la detección temprana de errores de diseño, y acortando los tiempos de desarrollo e innovación.
Asimismo, cada vez más, se utiliza la realidad virtual como herramienta para la formación o entrenamiento de profesionales, como por ejemplo en el ámbito de la prevención de riesgos laborales, el deporte, etc.
Para todo ello, es esencial que la interacción virtual de la persona con el producto/sistema proceso/entorno que se estudia sea lo suficientemente realista y poder evaluar adecuadamente aspectos de facilidad de uso, comportamiento, funcionalidad, accesibilidad, etc. Sin embargo, los sistemas empleados en la actualidad no siempre permiten un nivel de realismo suficiente en la experiencia virtual comparado con el obtenido en la experiencia real.
Esto es debido a que las personas no interactuamos del mismo modo con los controles de las aplicaciones, bien por falta de manejo con controladores digitales o porque la interacción con los mandos impide ejecutar la acción de manera similar a como la realizamos en el entorno real.
En este contexto, el Instituto de Biomecánica (IBV) ha llevado a cabo el proyecto HER, en el que ha desarrollado en su Human Extended Reality Lab una nueva tecnología para realidad virtual que permite una interacción de la persona con los elementos del entorno mediante la mera captura del movimiento de su cuerpo, sin requerir el uso de controladores o mandos.
En palabras de Begoña Mateo, responsable de área de Factores Humanos en IBV, “A través de un algoritmo avanzado de monitorización de la persona, el sistema es capaz de capturar con precisión los movimientos y gestos de ésta, permitiendo una interacción más intuitiva y natural con el entorno virtual, como lo haría si estuviese en un entorno real. De esta forma, es posible coger objetos realizando el movimiento natural de aprehensión con la mano, en vez de apretar un botón en un mando de control o perdiendo motricidad fina al usar guantes, tener marcadores adheridos, etc.”.
Este avance ha sido desarrollado en el Human Extended Reality Lab del IBV, un entorno avanzado de investigación donde, a través de tecnologías como la realidad virtual, la realidad mixta o la realidad aumentada, unidas al uso de la inteligencia artificial, se puede emular cualquier escenario de la vida de las personas. Esta instalación permite a empresas y administraciones testear productos, servicios o entornos con las propias personas usuarias, desde fases tempranas de su diseño y desarrollo, probando la adecuación de los mismos, caracterizar el proceso, la interacción o valorar su aceptación a través de una experiencia virtual.
Con aplicaciones en ámbitos como el deporte, la industria, la construcción, la prevención de riesgos laborales, la salud, la automoción, la movilidad o el diseño de las denominadas smartcities, entre otros, los resultados obtenidos en HER posicionan este laboratorio del IBV a la vanguardia de Europa en el ámbito de la realidad extendida, por su nivel de inmersión y realismo en la interacción humana-virtual.
Según José Solaz, director de innovación en Movilidad y Smartcities de IBV “Esta tecnología permite un salto sustancial en la evaluación de la interacción persona-producto/entorno y resulta esencial en un ámbito como el de la Movilidad, facilitando el análisis de soluciones que impactan la infraestructura urbana, tanto estética como funcionalmente, desde fases muy tempranas de su concepción. Además, permite generar datos de calidad sobre el comportamiento de las personas, por ejemplo, peatones en entornos potencialmente peligrosos, sin riesgo alguno. En definitiva, es una infraestructura que posibilita tomar decisiones basadas en datos, tanto para Administraciones Públicas como para empresas que diseñan, desarrollan o instalan elementos de la ciudad inteligente.»
Por su parte, Juan Carlos González, director de innovación en deporte de IBV, destaca “Podemos evaluar de forma más precisa la interacción de los deportistas con las instalaciones y el equipamiento deportivo en un entorno virtual realista. Esto permite optimizar el diseño de pistas, canchas y materiales, asegurando su adecuación a las necesidades de los usuarios antes de su implementación en el mundo real”.