Orientação do corpo humano como um todo a partir do seu elipsoide central de inercia

Resumo: Esta pesquisa propõe uma metodologia para definir a orientação do corpo humano como um todo a partir do seu elipsóide central de inércia, determinado pelo seu tensor central de inércia, calculado a partir da sua distribuição de massa. Definimos um sistema de referência local somático, fixo ao corpo, de forma a apresentar origem no centro de massa deste corpo e eixos com direções coincidentes com as direções dos eixos principais do tensor central de inércia do corpo. Dessa forma, a movimentação do corpo humano é descrita pela translação realizada pelo centro de massa e pelas rotações do sistema local somático, em relação a um sistema inercial. Para isso, o corpo humano é tratado como sendo um modelo fisico formado por um conjunto de segmentos rígidos articulados entre si por juntas ideais fixas em relação aos segmentos adjacentes. Tais segmentos são considerados sólidos geométricos de densidade homogênea. O tensor central de inércia do corpo humano é determinado utilizando um conjunto de dados tridimensionais que permitem obter a localização e orientação dos segmentos do corpo; e dos parâmetros inerciais massa, localização do centro de massa e os três momentos principais de inércia dos segmentos, obtidos a partir do modelo antropométrico proposto por Zatsiorsky et al. (1983, 1985 e 1990). Os dados cinemáticos são obtidos por registro em vídeo do corpo durante o movimento, utilizando o sistema de aquisição e reconstrução tridimensional Dvideow, proposto por Barros et aI. (1999). Mostramos uma aplicação onde um sujeito realiza uma técnica da Capoeira chamada "parafuso". O corpo humano é orientado e localizado em 45 imagens do movimento, nas quais determinamos a localização tridimensional do centro de massa; o sistema local somático fixo ao corpo; os ângulos de Euler entre o sistema local somático e um sistema inercial; o elipsóide central de inércia do corpo, que caracteriza a variação da distribuição de massa do corpo pela variação da forma do elipsóide de Legendre construído a partir deleAbstract: This research propose a methodology to define the orientation of the human body as a unit trom its central ellipsoid of inertia, which is determined by its central tensor of inertia, calculated trom the body mass distribution. A body local reference system was defined, fixed to the body, in a way that its origin is coincident to the body' s center of mass and the axes are towards the same directions of that form the principal axes of the body' s central tensor of inertia. The body movement is then described by the center of mass' translation and by the body local system's rotation, according to a inertial system. To do soo, the human body is considered a physical model formed by rigid segments articulated by ideal joints fixed according to the adjacent segments. These segments are considered geometric solids with homogeneous density. The central tensor of inertia is determined by a group of three-dimensional data, which allow one to obtain the localization and orientation of the body' s segments; and by the inertial parameters, which are mass, center of mass localization and the segments three principal momentum of inertia, obtained trom the model proposed by Zatsiorsky et ai. (1983, 1985 e 1990). The cinematic data are obtained by recording body movements in video, using the acquisition system and three-dimensional reconstruction Dvideow, proposed by Barros et al. (1999). One application where a person performs a Capoeira technique called "screw" is shown. The human body is oriented and localized in 45 trames, in which the threedimensional localization of the center of mass, the fixed body local system, the Euler angles between the body local system and the inertial system, the central ellipsoid of inertia of the body, which characterizes the variation of the body's mass distribution by the variation of the Legendre' s ellipsoid shape constructed with it, are determine