Dopo l’articolo dedicato alla robotica nel tennis e quello sugli smartcourts, in cui abbiamo riassunto come si raccolgono i dati sul campo da tennis, il tema di oggi sono i prodotti rinvenibili nell’attuale del mercato dei sensori, prendendo in considerazione tanto quelli applicabili sulla racchetta quanto quelli indossabili dagli atleti. L’articolo originale è disponibile al seguente link.

Questo articolo da una parte conclude il trittico di argomenti relativi al rilevamento dei dati durante la pratica del tennis, e dall’altro correda la serie di articoli più generica in cui vi stiamo illustrando perché i numeri sono importanti nel tennis. Il prossimo articolo di questa serie (il quarto) andrà online sabato 26 dicembre

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Prima di esaminare in particolare i sensori di tipo IMU (Unita di misurazione inerziale), si deve chiarire che un sensore è un dispositivo elettronico utilizzato insieme ad altri dispositivi elettronici progettati per rilevare i cambiamenti in un ambiente, come la luce, il suono o il movimento. Il sensore trasmette poi questi dati a dispositivi elettronici a cui è collegato.

Un sensore IMU è un tipo specifico di sensore che misura la velocità angolare, la forza e talvolta il campo magnetico. Le componenti dei sensori IMU sono un accelerometro a tre assi, un giroscopio a tre assi e in questo caso si parla di IMU a sei assi. Si può anche includere un magnetometro con tre assi in più, in modo tale che la configurazione del sensore IMU sia considerata a nove assi. Tecnicamente, il termine “IMU” si riferisce precisamente solo al sensore, ma nella realtà i sensori IMU sono spesso associati a un software che combina i dati di più sensori al fine di fornire misure di orientamento e direzione. Pertanto, nell’uso comune il termine “IMU” può essere utilizzato per riferirsi alla combinazione del sensore e del software di fusione dei dati del sensore; questa combinazione è chiamata anche AHRS (Attitude Heading Reference System).

Un sensore IMU può registrare da due a sei gradi di libertà (DOF), intendendo grado di libertà il numero di modi diversi in cui un oggetto è in grado di muoversi nello spazio 3D. Il massimo possibile è sei gradi di libertà (DOF), che includerebbe tre gradi di movimento di traslazione (piatto) su un piano rettilineo, lungo ogni asse (anteriore / posteriore, destra / sinistra, su / giù) e tre gradi di movimento rotatorio attraverso x, y e gli assi z / attorno a ciascun asse (Vedi figura sopra). I dati grezzi raccolti da un sensore IMU danno un’idea del mondo intorno, ma tali informazioni possono anche essere ulteriormente elaborate per ricavare altre indicazioni.

La fusione dei sensori è l’arte matematica di combinare i dati di ciascun sensore in un sensore IMU per creare un’immagine più completa dell’orientamento e della direzione di un dispositivo. La rappresentazione delle informazioni avviene di norma per mezzo di app o di dashboard, in modo tale da poter offrire una panoramica sintetica ma precisa delle informazioni raccolte.

Nel caso del tennis si usano sensori IMU che possono essere posizionati sul corpo dell’atleta o su attrezzature sportive per registrare informazioni quali velocità, accelerazioni e angoli, con la possibilità di essere monitorate e programmate. Sono necessarie molte abilità nel gioco del tennis. Per poter monitorare queste competenze per l’apprendimento e lo sviluppo, è necessario registrare molte metriche. I sensori di tennis intelligenti sono veramente la strada da percorrere? In questa sede analizzeremo i principali sensori disponibili nel mercato per raccogliere dati di tennis.

La prima versione commerciale di sensori applicati al tennis è datata 2013 con Babolat Play. Da allora, sempre più prodotti sono apparsi sul mercato cercando di misurare ogni possibile metrica di un tennista con l’obiettivo di migliorare le sue prestazioni. Inoltre, l’ascesa di marchi più competitivi come, per esempio, il recente sensore Head Tennis hanno dimostrato che il mercato cresce in popolarità. Si presume che nel decennio 2020 – 2030 il mercato crescerà ulteriormente, favorito dalla diffusione massiva di dispositivi IoT, dall’adozione da parte di accademie di tennis – allenatori, dalla creazione di comunità di scambio di dati e dal successivo passo di poter suggerire strategie intelligenti nel corso di una partita. Ad oggi, infatti, si raccolgono dati grezzi, che vengono rappresentati al meglio, ma senza fornire nessuna indicazione a livello strategico, nel contesto di una partita reale. Per fare ciò è necessario elaborare i dati e per mezzo di algoritmi da interpretare per trovare indicazioni valide per determinare la migliore strategia contro specifici rivali.

Passiamo ora ad analizzare alcuni di questi prodotti, focalizzando l’analisi su tre aspetti:

• Utilità
• Accuratezza e praticità
• Posizionamento del sensore e tipologie di prodotti commerciali.

Utilità: Cosa tracciano i sensori?

Attraverso i sensori e le relative app viene fornita una serie di metriche, alcune delle quali sono molto preziose per i giocatori al fine di migliorare il loro gioco. Le metriche utili includono potenza, rotazione, posizione dell’impatto (punto ottimale), numero di colpi colpiti, tipi di tiro (dritto, rovescio, servizio, smash), tipi di rotazione (topspin, slice, flat), velocità di rotazione, velocità della palla e tracciamento dal vivo. Si tratta in ogni caso di dati grezzi (raw data), che vengono poi finemente rappresentati attraverso le app.

Molti sensori sul mercato offrono funzionalità aggiuntive, come ad esempio la sincronizzazione del tracciamento video live (Qlipp) e tracciamento dei colpi della racchetta attraverso la rappresentazione in 3D (Head). La seguente tabella riassume tutte le loro caratteristiche principali. È utile infine considerare che non tutti i prodotti esaminati sono stati approvati dalla International Tennis Federation (ITF), fregiandosi dello status di PAT (Player Analysis Technologies). Per consultare la lista dei prodotti approvati dall’ITF si invita a cliccare nel seguente link.

Accuratezza

La raccolta di tutte queste informazioni è senza dubbio fenomenale, anche se sono emersi alcuni dubbi, in particolare sull’accuratezza delle stesse informazioni. I sensori sono precisi nel fornire dati grezzi come il numero di colpi, tipologia ma tuttavia la precisione dovrebbe essere confermata quando si passa a esaminare la velocità del colpo. Per quanto concerne quest’ultima, a spanne, i sensori riescono a stimarla, ma alcuni sensori hanno margini di tolleranza grandi, che comportano anche margini di errore più ampi.

Praticità

In generale il mercato si è maggiormente interrogato sulla praticità che dipende dal livello di abilità del giocatore. Alcuni sensori sono piuttosto voluminosi, e potenzialmente possono ostacolare gli spostamenti laterali del giocatore, tenendo conto di un peso di circa 8 grammi da aggiungere alla racchetta o al giocatore. Per i giocatori esperti, quest’ aspetto provoca instabilità e potrebbe influenzare il loro colpo naturale e la loro tecnica. Tuttavia, a livello intermedio in cui un giocatore apprende costantemente, questo può aiutare a migliorare il gioco. Ciò è particolarmente vero nei casi dei giocatori che non si allenano sempre con il proprio allenatore; le metriche e le analisi fatte dai sensori per mezzo delle App forniscono un feedback oggettivo cosicché l’allenatore potrebbe monitorare a distanza le sessioni di allenamento.

POSIZIONAMENTO DEL SENSORE

Sensori posizionati all’estremità inferiore della racchetta

Quando i sensori di tennis sono apparsi per la prima volta sul mercato, alcuni marchi li hanno progettati per essere montati all’estremità inferiore della racchetta. I due sensori più popolari in questa categoria sono Sony e Zepp Labs.

Il sensore da tennis Sony è stato realizzato per adattarsi a racchette con cappuccio terminale rimovibile. Un accessorio di montaggio viene inserito all’interno una volta rimosso il cappuccio terminale e il sensore si adatta perfettamente al montaggio e fissato con una semplice rotazione. Le racchette che funzionano con il sensore da tennis di Sony sono: Head, Yonex, Prince e Wilson.

Per una analisi puntuale invitiamo a verificare il test fatto a suo tempo da Ubitennis al seguente link.

Zepp Labs ha progettato i propri sensori per adattarsi a qualsiasi racchetta utilizzando un attacco rigido (o Pro Mount) semi-permanente bloccato sul cappuccio terminale o un supporto flessibile in gomma che avvolge il cappuccio terminale.

Ci sono state reazioni contrastanti all’utilizzo di un sensore sul fondo dell’impugnatura della racchetta. Alcune persone dicono di non accorgersene, mentre altri sostengono che all’inizio non gli piaceva perché tendevano ad avere un’impugnatura della racchetta prossima al fondo del manico e hanno dovuto adattarsi un po’ alla volta. Poi ci sono quelli che avvertivano che stavano spingendo il sensore e pensavano che potesse cadere. Ciò era particolarmente vero nel caso del sensore Sony.

Sensori all’interno del manico della racchetta.

Per risolvere il problema o il possibile fastidio di avere un sensore montato all’estremità inferiore della racchetta, due aziende leader nella produzione di racchette da tennis hanno continuato a progettare e realizzare racchette con sensori incorporati o integrati nella manico della racchetta.

Babolat Play è probabilmente la prima racchetta da tennis integrata con sensore immessa sul mercato nel 2013/14. È disponibile in 3 modelli: pure drive, pure drive lite e pure aero. Le differenze tra loro stanno sostanzialmente nel design e nel peso delle racchette e non tanto nei sensori stessi.

Il test condotto da UBITENNIS nel 2015 è disponibile al seguente link.

Head Tennis Sensor è entrato in gioco un po’ più tardi, esattamente nel 2018 con un sensore che non è proprio incorporato nelle racchette. Head ha progettato una gamma di racchette con una fessura all’interno del cappuccio terminale dell’impugnatura in modo che il sensore possa inserirsi a filo, ed è praticamente tutt’uno con la racchetta. Dal sito Web di Head, sembra che siano disponibili oltre 50 modelli di racchette in grado di ospitare il sensore. Un’altra cosa interessante da notare è che il sensore Head Tennis è basato sulla tecnologia Zepp Labs dato che è possibile apprezzare le parole “Powered by Zepp”.

In generale, a parte il costo delle racchette e le scelte limitate ad alcuni modelli, le persone che le hanno provate sembravano abbastanza sodisfatte delle performance offerte.

Sensore montato sull’ ammortizzatore

Un’altra posizione sulla racchetta in cui si possono trovare i i sensori è l’ammortizzatore o l’ammortizzatore di vibrazioni. Il vantaggio principale di tali sensori è che è relativamente discreto e lo è ancora di più per gli atleti che usano già un ammortizzatore durante il gioco o l’allenamento. Qlipp è uno di questi sensori da tennis che funge anche da ammortizzatore. Il sensore può essere fissato (o Qlipped) sulle corde attraverso il design brevettato “twist and lock“.

Courtmatics è un altro prodotto simile. La differenza più evidente rispetto a Qlipp risiede nella forma rotonda e nel fatto che non ha alcun meccanismo di montaggio speciale dato che è attaccato allo stesso modo di un normale smorzatore di vibrazioni, tirando due corde nel mezzo, in modo da poter fare spazio per far scivolare il sensore. Inoltre, vale la pena evidenziare che questi sensori sono stati progettati per resistere agli impatti diretti delle palline da tennis anche ad alte velocità.

Sensori indossati dall’atleta (wearables)

Gli atleti a cui piace cambiare spesso le racchette e non amano spostare i sensori da una racchetta all’altra, o semplicemente non amano avere altri sensori sulle loro racchette, potrebbero prendere in considerazione l’idea di avere il sensore su se stessi. Supponendo che il sensore sia indossato costantemente nello stesso modo e montato nello stesso punto, si dovrebbero ottenere dati coerenti e comparabili.

Smash Wearable ha sviluppato un sensore per cinturino da polso chiamato Smash. In sostanza, una fascia viene indossata sul polso / braccio dominante dell’atleta o sul lato che tiene la racchetta per la maggior parte del tempo. Ha un design davvero unico e il led verde (per coincidenza) ricorda un po’ Hulk Smash!

Poi c’è Babolat Pop, che è interessante notare come prodotto dopo Babolat Play e lanciato nel 2015. L’ ipotesi è che Babolat volesse offrire agli atleti più opzioni di tracciamento, ma fondamentalmente, è un sensore con fascia da polso, tranne per l’unità sensore (o IMU) che è un dispositivo rimovibile che può essere “inserito” in una fascia da polso regolabile. Potete trovare l’articolo di Ubitennis del 2015 al seguente link.

L’ultimo “wearable” è Pivot Tennis prodotto da TuringSense. Durante la campagna di lancio sembra che il prodotto sia passato per un paio di iterazioni focalizzate sul design. In sostanza, si tratta di un set di cinque (o più) sensori di movimento (IMU) che possono essere indossati da un atleta durante l’allenamento o il gioco. I sensori sono agganciati sugli arti dell’atleta vicino alle articolazioni (ad es. Polso, gomito, ginocchio, caviglia) e catturano tutti i movimenti dell’atleta. In modo simile ad altri  “wearables”, come Notch o Xsens o Perception Neuron, Pivot Tennis ha un sistema di “motion capture”.

Considerazioni finali

Racchette connesse, mazze da baseball dotate di sensori, palloni da calcio intelligenti e scarpe connesse sono solo alcuni esempi di come la tecnologia stia arricchendo l’esperienza sportiva, portando progresso e innovazione sul campo. Questi cosiddetti oggetti “intelligenti” potranno far percepire il senso di come giocatori professionisti, allenatori e giocatori dilettanti capiscono e interpretano il gioco, l’allenamento e gli eventi sportivi.

I sensori delle attrezzature sportive cresceranno in popolarità se di pari passo la loro precisione sarà affinata. I sensori dovranno essere non invasivi e il più leggeri possibile. È utile osservare che le metriche potrebbero finire per essere monitorate solo dalla fotocamera in un prossimo futuro (possibilmente solo su uno “smartphone”).  L’internet delle cose (IoT) favorirà ulteriormente la popolarità. La capacità di tracciare un’ampia gamma di informazioni o e quindi di poterle condividere con altri è un altro potente “driver”, che favorirà la diffusione dei sensori per il tennis, in combinazione con la fruizione di dinamiche ludiche (gamification) al termine del gioco fisico. I sensori montati sulla racchetta potranno dialogare con i sensori montati sulle palline? I sensori saranno in grado di rilevare le debolezze dei colpi e degli angoli degli avversari?

Si ritiene che ad oggi le attuali App non siano in grado di dare indicazioni sulla strategia da seguire nel quadro di una partita, contro uno specifico giocatore, in quanto i software incorporati raccolgono dati grezzi e sono in grado tutt’al più di mostrare statistiche di base, concentrandosi sugli aspetti visuali dell’esecuzione dei colpi. Inoltre, l’interpretazione di questi dati raccolti viene normalmente fatta da un allenatore, mancando di fatto un algoritmo capace di fare ad esempio un’analisi predittiva basata sull’incrocio di diversi fonti di dati, come potrebbero essere le immagini video, i dati reali degli allenamenti e informazioni provenienti da altre fonti esterne. Piuttosto si ritiene che i sensori indossati dagli atleti e quelli applicati sulle racchette potranno godere di una utilità futura nel prevenire eventuali infortuni fisici da parte dei tennisti, in quanto registrando gesti tecnici e atletici saranno tarati sulla persona.

È stato evidenziato che il disegno dei sensori di tipo wearable gioca un ruolo decisivo nel sedurre il potenziale tennista utilizzatore, dato che nelle campagne di lancio di questi prodotti una buona parte del budget è consacrata al trovare le forme, i disegni, i colori e i materiali più seducenti e modaioli. Come raccomandazione, si vorrebbe dire che i sensori di tennis intelligenti potrebbero soddisfare i principianti e soprattutto i giocatori di livello intermedio che desiderano migliorare. Al momento la maggior parte dei prodotti e delle funzionalità sembra più un qualcosa del tipo “Nice to have” e non un “Must have”. Più bello da mostrare che utile, insomma. Tuttavia, con la continua crescita del mercato dei sensori, la loro popolarità e frequenza d’uso potrebbero seguire e con più test sul campo e input da parte degli allenatori, i futuri prodotti potrebbero diventare più produttivi e precisi.