傳感器應用科學家們已經(jīng)開發(fā)出一種人工智能的智能鞋墊，可以立即將任何鞋子變成便攜式步態(tài)分析實驗室。

對于大多數(shù)人來說，走路邁出的第一步可能并不值得注意，但是史蒂文斯理工學院的研究人員認為，分析某人的行走方式可以為行動不便或受傷的人們帶來很多幫助。

史蒂文斯理工學院的研究人員已開發(fā)出一種由AI驅(qū)動的智能鞋墊，該鞋墊可立即將任何鞋子變成便攜式步態(tài)分析實驗室。（史蒂文斯理工學院）

根據(jù)發(fā)表在《IEEE神經(jīng)系統(tǒng)與康復工程匯刊》上的研究表明，科學家們已經(jīng)開發(fā)出一種智能鞋墊，可以立即將任何鞋子變成便攜式步態(tài)分析實驗室。這項工作可以為臨床研究人員提供一種新的方法來精確測量運動障礙或肌肉骨骼損傷患者在其生活環(huán)境中的步行功能，還可以幫助運動員提高跑步技術(shù)。

史蒂文斯可穿戴機器人系統(tǒng)實驗室（Stevens Wearable Robotic Systems Lab）首席作者兼主任達米亞諾·扎諾托（Damiano Zanotto）說：“從實用的角度來看，這個研究成果是無價的，我們現(xiàn)在能夠在現(xiàn)實環(huán)境中實時準確地分析一個人的步態(tài)?！?/p>

當前，在現(xiàn)實生活中獲取一個人步態(tài)的可靠信息對研究人員來說仍然是一個挑戰(zhàn)。標準的步態(tài)分析技術(shù)，如基于攝像機的運動捕捉系統(tǒng)測力板，價格昂貴，只能在實驗室內(nèi)使用，因此它們對人們在現(xiàn)實世界中的行走方式提供的見解很少。新興的可穿戴技術(shù)，如智能鞋、吊艙和鞋墊，可以潛在地克服這一限制，但現(xiàn)有的產(chǎn)品無法提供準確的步態(tài)數(shù)據(jù)。

而Zanotto和他的團隊展示的他們的智能鞋墊能夠提供關(guān)于穿戴者步幅的長度、速度和力量的實時數(shù)據(jù)，比現(xiàn)有的步行技術(shù)具有更好的精確度，而且成本僅為傳統(tǒng)實驗室設備的一小部分。

據(jù)悉，該團隊利用“SportSole”技術(shù)使用加速計和陀螺儀來監(jiān)測人們在空中的運動和方向，并使用一系列力傳感器來檢測足底壓力，使其能夠每秒捕獲500個讀數(shù)，比智能計步器和其他可穿戴步態(tài)分析工具提高了五倍左右。

由于可穿戴運動傳感器固有的噪聲，Zanotto將每秒500次的測量數(shù)據(jù)處理為幾個關(guān)鍵特征，然后將結(jié)果輸入一個人工智能算法，該算法可以快速提取精確到幾個百分點以內(nèi)的步態(tài)參數(shù)。

無論人們是步行還是跑步，智能鞋底都能發(fā)揮作用，并在不需要為個人用戶進行校準或定制的情況下產(chǎn)生準確的結(jié)果。初步測試表明，SportSole甚至適用于3歲以下的兒童和患有前庭障礙的老年人，他們的步態(tài)模式與健康成人有很大不同。

在智能鞋墊中值得注意的是使用現(xiàn)成的傳感器，這將最終使技術(shù)更易于擴展。根據(jù)研究人員的說法，使用的傳感器價格在100美元左右，并配有人工智能來提取可靠的數(shù)據(jù)。Zanotto說：“我們正在以更低的成本取得同樣或更好的成果，在推廣這項技術(shù)方面，這是一件大事?！痹撔〗M目前正集中精力測試臨床使用的運動鞋底。

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