تعمل الأحذية المزودة بأجهزة استشعار لقياس الضغط كطبقة أساسية لاكتساب البيانات لأنظمة تحليل المشي المتقدمة. من خلال دمج عناصر متعددة حساسة للضغط داخل النعل الداخلي، تراقب هذه الأجهزة تغييرات قوة رد الفعل الأرضية الرأسية (vGRF) و مركز الضغط (CoP) في الوقت الفعلي. يسمح هذا التغذية الراجعة الفورية للنظام بتحديد مراحل محددة من الحركة، مما يخلق تدفق البيانات الدقيق المطلوب للتعرف الآلي على المشي.
الآلية الأساسية الدور الأساسي لهذه المستشعرات هو تحويل الضغط المادي إلى توقيت رقمي. من خلال اكتشاف "عقد الأحداث" المحددة مثل ضربة الكعب ورفع الأصابع، يقوم النظام بتحويل بيانات القوة الخام إلى جدول زمني منظم، مما يتيح للخوارزميات المساعدة التنبؤ بنية المستخدم والتدخل في اللحظة الدقيقة المطلوبة.
آليات التعرف على المشي
قياس القوى الأساسية
تبدأ العملية بقياس vGRF و CoP. أثناء حركة المستخدم، تلتقط المستشعرات المدمجة كيفية تطبيق القوة الرأسية وكيفية تحول مركز التوازن عبر القدم.
توفر هذه البيانات الخام خريطة في الوقت الفعلي لتفاعل المستخدم مع الأرض. إنها بمثابة المدخلات الخام لجميع التحليلات اللاحقة.
اكتشاف عقد الأحداث الرئيسية
لفهم المشي، يجب على النظام تقسيم الحركة إلى مراحل متميزة. تقوم خوارزميات التصنيف بتحليل بيانات الضغط لاكتشاف عقد الأحداث الرئيسية، وتحديداً ضربة الكعب و رفع الأصابع.
يعد تحديد هذه العقد أمرًا بالغ الأهمية لأنه يمثل بداية ونهاية مرحلة الوقوف. يؤدي هذا التقسيم إلى تحويل الحركة المستمرة إلى دورات قابلة للتحليل.
تشغيل التعرف على النية
بمجرد تحديد عقد الأحداث، يبدأ النظام في استخراج الميزات. تبحث هذه العملية عن أنماط داخل دورة المشي لتحديد نية المستخدم الفورية، مثل التسارع أو التوقف أو الانعطاف.
يتيح هذا التعرف لنظام الأحذية تحديد مرحلة المشي الصحيحة. بالنسبة للأجهزة المساعدة، مثل الهياكل الخارجية أو تقويم العظام النشط، يضمن ذلك توفير المساعدة الميكانيكية في الوقت المحدد تمامًا عند الحاجة، بدلاً من أن يكون مبكرًا جدًا أو متأخرًا جدًا.
التداعيات السريرية الأوسع
مراقبة التناظر الحيوي الميكانيكي
بالإضافة إلى التحكم الفوري، تستخدم هذه المستشعرات الاستشعار السعوي متعدد النقاط لمراقبة مقاييس أوسع مثل توزيع ضغط باطن القدم. يساعد هذا في تحديد المخالفات الدقيقة، مثل نقص تناظر المشي أو طول فترة الدعم المزدوج.
التقييم وإعادة التأهيل
بالنسبة للتطبيقات السريرية، مثل إدارة مرض باركنسون، توفر هذه البيانات دليلًا أساسيًا لتقييم فعالية الأدوية. من خلال تتبع التغييرات في طول الخطوة و سرعة المشي بمرور الوقت، يمكن للأطباء تطوير وتعديل خطط إعادة التأهيل الشخصية بناءً على بيانات موضوعية.
فهم المفاضلات
الحساسية مقابل الضوضاء
في حين أن النعال الحساسة توفر بيانات مفصلة، إلا أنها عرضة لضوضاء الإشارة من الحركات السريعة. يجب أن تكون الخوارزميات قوية بما يكفي للتمييز بين ضربة الكعب الحقيقية والتأثير العرضي أو الاحتكاك.
تعقيد التكامل
يؤدي دمج وحدات القياس بالقصور الذاتي (IMUs) جنبًا إلى جنب مع مستشعرات الضغط إلى إثراء البيانات ولكنه يزيد من متطلبات المعالجة. يتطلب تحقيق التدخل "في الوقت الفعلي" الحقيقي معالجة فعالة للغاية لمنع التأخير بين الخطوة الفعلية ورد فعل النظام.
اتخاذ القرار الصحيح لهدفك
لتعظيم قيمة الأحذية المزودة بأجهزة استشعار، يجب عليك مواءمة التكنولوجيا مع هدفك المحدد.
- إذا كان تركيزك الأساسي هو التحكم النشط المساعد: أعط الأولوية للأنظمة التي تراقب vGRF بتردد عالٍ لضمان أقل تأخير ممكن أثناء اكتشاف رفع الأصابع و ضربة الكعب.
- إذا كان تركيزك الأساسي هو إعادة التأهيل السريري: ركز على الأنظمة التي تدمج IMUs وتقيس توزيع ضغط باطن القدم لالتقاط الاتجاهات طويلة الأجل في التناظر وطول الخطوة.
يعتمد النجاح على استخدام المستشعرات ليس فقط لجمع البيانات، ولكن لتحديد توقيت الحركة البشرية بدقة.
جدول ملخص:
| الميزة الرئيسية | الدور الوظيفي | المخرجات الحيوية |
|---|---|---|
| مراقبة vGRF | تلتقط قوى رد الفعل الأرضية الرأسية | رسم خرائط القوة في الوقت الفعلي |
| تتبع CoP | يراقب تحول مركز الضغط | تحليل التوازن والاستقرار |
| اكتشاف عقد الأحداث | يحدد ضربة الكعب ورفع الأصابع | تقسيم مرحلة المشي |
| استخراج الميزات | يحلل أنماط الحركة | التعرف على نية المستخدم |
| الاستشعار السعوي | يرسم توزيع ضغط باطن القدم | مقاييس تناظر وصحة المشي |
ارتقِ بابتكار الأحذية الخاص بك مع خبرة 3515
بصفتنا شركة تصنيع كبيرة تخدم الموزعين وأصحاب العلامات التجارية، تقدم 3515 إمكانيات إنتاج شاملة لجميع أنواع الأحذية، مدعومة بسلسلة أحذية السلامة الرائدة لدينا. سواء كنت تقوم بتطوير أحذية تكتيكية متقدمة مدمجة بأجهزة استشعار، أو أحذية تدريب عالية الأداء، أو أحذية طبية متخصصة، فإن تميزنا في التصنيع يضمن تلبية متطلباتك الفنية لجودة جاهزة للسوق.
تغطي محفظتنا الواسعة أحذية العمل والتكتيكية، والأحذية الخارجية، وأحذية التدريب، والأحذية الرياضية، بالإضافة إلى أحذية اللباس والأحذية الرسمية لتلبية متطلبات الكميات الكبيرة المتنوعة. شراكة مع شركة رائدة في الصناعة لإضفاء الحيوية على أنظمة الأحذية المتقدمة الخاصة بك.
هل أنت مستعد لتوسيع نطاق إنتاجك؟ اتصل بنا اليوم لمناقشة متطلبات مشروعك!
المراجع
- Hüseyin Eken, Nicola Vitiello. A Locomotion Mode Recognition Algorithm Using Adaptive Dynamic Movement Primitives. DOI: 10.1109/tnsre.2023.3327751
تستند هذه المقالة أيضًا إلى معلومات تقنية من 3515 قاعدة المعرفة .
المنتجات ذات الصلة
- مصنع أحذية التدريب القابلة للتنفس بالجملة أحذية رياضية مخصصة للتدريب بالجملة
- أحذية السلامة الرياضية الفاخرة من جلد الغزال للطلبات بالجملة والكميات الكبيرة
- مُصنِّع أحذية السلامة المخصصة للعلامات التجارية للبيع بالجملة وتصنيع المعدات الأصلية
- أحذية السلامة الرياضية الفاخرة بحقن KPU
- تصنيع أحذية السلامة المضادة للتحطم والمضادة للثقب بالجملة والمخصصة للعلامات التجارية
يسأل الناس أيضًا
- كيف تختلف الأحذية الرياضية غير القابلة للانزلاق عن الأحذية الرياضية العادية؟ اكتشف تقنية القبضة
- ما هي فوائد المواد المسامية في أحذية العمل؟ عزز الراحة والصحة لقوة العمل لديك
- ما هي أفضل المواد للأنشطة الرياضية في المناخات الدافئة؟ حافظ على برودتك بأقمشة تمتص الرطوبة
- لماذا لا يمكن تبديل أحذية الجري وأحذية المشي؟ تجنب الإصابة مع الأحذية المناسبة
- ما هي فوائد الشبكة المسامية في تصميم الأحذية؟ تعزيز الراحة والأداء
