Mentre i migliori giocatori di rugby francesi mischiano, corrono e affrontano sono seguiti da più di semplici telecamere televisive e gli occhi attenti della folla. I dispositivi di localizzazione basati su navigatore satellitare tra le scapole tengono sotto controllo la loro posizione e le prestazioni e aiutano a salvaguardare la loro salute.

Il rugby è intrinsecamente altamente fisico, ma lo sport sta facendo tutto il possibile per limitare i giocatori che giocano con una commozione cerebrale. Le regole sono ferree:ogni giocatore sospettato di aver subito una commozione cerebrale deve lasciare il campo e farsi mettere alla prova.

Il problema è che spesso gli arbitri, i medici o anche i giocatori stessi non possono dire quando hanno subito impatti di forza sufficientemente elevata da comportare rischi di lesioni alla testa.

Creato nel 2002, il dipartimento di supporto alle prestazioni della Federazione francese di rugby ha installato dispositivi indossabili dotati di GPS per tenere traccia delle posizioni dei giocatori, velocità e dettagli fisiologici come la frequenza cardiaca.

"Questi sono stati utili per monitorare le loro prestazioni e la fatica, " commenta l'ingegnere di navigazione dell'ESA Nicolas Girault, "ma in pratica il monitoraggio dei movimenti dei giocatori potrebbe essere irregolare, soprattutto nei giorni delle partite quando ce n'era più bisogno".

Un nuovo progetto innovativo chiamato GEONAV si proponeva di progettare un sistema di monitoraggio migliorato che offrisse monitoraggio, prestazioni e sicurezza migliorati. L'ESA ha collaborato con Thales e la Federazione francese di rugby.

"Il problema principale era l'ambiente circostante:lo stadio, " aggiunge Nicolas. "Questi sono in genere semi-indoor, mezze postazioni all'aperto. Il tetto esteso blocca la vista di molti satelliti GPS, e alcuni segnali possono riflettersi sulle sue alte mura. Conosciuto come 'multipath, " questo può spesso portare a errori di posizionamento.

"Inoltre, nei giorni delle partite possono esserci interferenze da segnali TV e reti mobili/cellulari, così come le migliaia di spettatori che trasportano smartphone o altri dispositivi".

Il primo elemento della soluzione è stato quello di aggiornare i ricevitori del navigatore satellitare per lavorare su una base multi-costellazione, ricevere segnali dal sistema Galileo europeo, e opzionalmente il russo Glonass e il cinese BeiDou piuttosto che il solo GPS. Questa maggiore disponibilità di satelliti supera l'effetto "canyon urbano", oltre ad aumentare la precisione complessiva del tracciamento fino a una precisione inferiore al metro.

Quindi, per evitare interruzioni quando il posizionamento del navigatore non è disponibile, viene inoltre sfruttata una rete a banda ultra larga a corto raggio ma ad alta precisione, sulla base di beacon posizionati intorno agli stadi.

Parallelamente sono stati ridisegnati e miniaturizzati anche i dispositivi indossabili, fino a confezioni di circa 10 x 8 x 2 cm delle dimensioni di uno smartphone. Questi incorporano accelerometri basati sulla tecnologia MEMS (sistemi microelettromeccanici), dello stesso tipo utilizzato nelle automobili per attivare gli airbag o allertare automaticamente i servizi di emergenza.

La parte finale del puzzle era garantire che i dati provenienti da oltre 40 di questi dispositivi potessero essere ricevuti e tracciati in modo affidabile su un simultaneo, base continua in tempo reale. Il team ha sfruttato due reti geografiche separate a bassa potenza, conosciuti come Sigfox e LoRa, normalmente impiegato per l'Internet of Things. Il primo viene utilizzato per inviare avvisi su commozione cerebrale, mentre quest'ultimo è utilizzato per la comunicazione continua in tempo reale.

"La FFR ha testato un prototipo di questo sistema aggiornato durante una partita del Sei Nazioni, e l'intera soluzione sarà ulteriormente testata con alcune squadre nazionali francesi, junior, donne, sette..., " afferma Nicolas. "La tecnologia GEONAV dovrebbe trovare anche molte altre applicazioni, come il monitoraggio delle risorse di magazzino."

GEONAV è stato sostenuto attraverso il Navigation Innovation and Support Program (NAVISP) dell'ESA, applicando l'esperienza duramente conquistata dall'ESA da Galileo e dai sistemi di potenziamento satellitare europeo EGNOS alla nuova navigazione satellitare e, più ampiamente, al posizionamento, difficoltà di navigazione e di tempistica.