Misurare il passaggio della freccia: Jeong 2016

Lo studio viene da un'università coreana e da un produttore di frecce, la ShinKwang Leports di Busan, e propone un modo per misurare dove passa una freccia senza contare i fori nella carta del bersaglio. Un telaio d'acciaio di 65 per 65 centimetri, con due laser a linea e 96 fotodiodi per lato, è stato messo a un metro dal bersaglio: quando la freccia lo attraversa fa ombra su alcuni fotodiodi e il sistema ne calcola la posizione. Prima della correzione l'errore medio sui punti di prova era di 2,288 millimetri secondo la tabella (2,46 nel testo); una rete neurale, la migliore fra i quattro metodi di correzione provati, lo ha portato a 0,452 millimetri.

Poi il sistema è stato usato su 36 frecce da caccia di tre modelli, 12 per modello, lanciate da una macchina a circa 40 metri. Ogni freccia è stata tirata tre volte, ruotando la cocca di 120 gradi tra un tiro e l'altro, e come indice è stata presa la distanza media dei tre punti d'impatto dal loro centro. Il modello più leggero, il 150, ha avuto l'indice medio più basso, 6,85 mm, e la varianza minore (5,8); il 250 ha avuto 7,53 mm (16,13) e il più pesante, il 350, 8,76 mm (24,48). Il modello più leggero arrivava anche più in alto sul bersaglio, il più pesante più in basso.

I due laser proiettano una lama di luce rossa a 60 gradi attraverso il telaio; i fotodiodi, sui due lati opposti, cambiano tensione quando la freccia ne copre una parte. Un sistema National Instruments CompactRIO legge 24 canali a 20.000 campioni al secondo ciascuno, calcola il centro dell'ombra su ogni lato e ricava il punto di passaggio dall'incrocio delle due linee. Per la correzione gli autori hanno usato una lastra acrilica forata ogni centimetro, inserendo un'asta metallica in 361 fori: 181 punti per addestrare i metodi di correzione e 180 per controllarli.

Le frecce erano tre modelli Maxima Blue Streak (150, 250 e 350), lunghe 30 pollici, per un arco da 51 libbre montato su una macchina lanciafrecce nel laboratorio di tiro dell'azienda. Per ogni freccia sono riportati peso, diametro, rettilineità e spine, questi ultimi normalizzati tra 0 e 1; lo spine è la flessione dell'asta appoggiata su due punti a 28 pollici con un peso di 880 grammi al centro. I pesi andavano da 15,49 a 15,60 grammi per il 150, da 17,15 a 17,24 per il 250 e da 18,98 a 19,14 per il 350.

Tre tiri per freccia sono pochi per misurare la dispersione: con tre punti un solo tiro anomalo cambia molto l'indice, e infatti dentro ogni modello l'indice andava da 3,22 a 12,32 mm (150), da 1,81 a 17,04 (250) e da 2,27 a 20,07 (350). Non c'è nessun test statistico tra i modelli, quindi non si sa se le differenze medie, di uno o due millimetri, superino il rumore. L'indice somma la dispersione della freccia e quella della macchina e del sistema di misura, che non viene stimata a parte, per esempio con una freccia di riferimento.

L'articolo non collega peso, rettilineità o spine delle singole frecce all'indice, che sarebbe il passo utile per un produttore. Il tipo di arco sulla macchina non è indicato, e la lunghezza delle frecce è data una volta in 30 e una volta in 31 pollici. Le frecce sono da caccia, lanciate da una macchina in un laboratorio: niente arcieri e niente rilascio umano.

Il principio è un controllo che anche diversi arcieri fanno sulle proprie frecce: tirare la stessa freccia con la cocca ruotata e vedere se l'impatto cambia. Qui è fatto con una macchina e un telaio a sensori, e interessa a chi vuole capire come un produttore possa misurare la regolarità delle frecce senza contare i fori nella carta.

Per chi tira i risultati dicono poco: tre modelli di frecce da caccia, una sola configurazione di arco e differenze di pochi millimetri a 40 metri, senza test. La scelta del modello 150 come «ottimale» vale per quella macchina e quell'arco. Lo studio non dice niente su come lo spine o il peso delle frecce influiscano sul gruppo di un arciere.