تعمل وحدة القياس بالقصور الذاتي ثلاثية المحاور (IMU) المدمجة في الحذاء من خلال دمج مقاييس التسارع والجيروسكوبات ذات معدل أخذ العينات المرتفع لالتقاط حركة القدم في الوقت الفعلي. وهي تراقب باستمرار التغيرات في التسارع الخطي ثلاثي المحاور و السرعة الزاوية، مما يخلق ملفًا رقميًا مفصلاً لحركة الشخص أثناء المشي.
تعمل وحدة القياس بالقصور الذاتي كمحرك أساسي لتحليل الحركة، حيث تستخدم بيانات الحركة الأولية للكشف عن ذروات التسارع المحددة. تتيح هذه العملية تحديدًا دقيقًا لأحداث المشي مثل ضربة الكعب ورفع الأصابع، وهي ضرورية لحساب سرعة المشي وطول الخطوة.
آليات جمع البيانات
تكامل المستشعرات وأخذ العينات
تعمل وحدة القياس بالقصور الذاتي من خلال الجمع بين نوعين مختلفين من المستشعرات: مقاييس التسارع و الجيروسكوبات.
تعمل هذه المكونات بمعدل أخذ عينات مرتفع، مما يضمن التقاط حتى التغيرات السريعة أو الدقيقة في حركة القدم دون فقدان البيانات.
القياس ثلاثي المحاور
يشير مصطلح "ثلاثي المحاور" إلى قدرة الجهاز على مراقبة الحركة عبر ثلاثة أبعاد في وقت واحد.
يسجل النظام التسارع الخطي (مدى سرعة تغير السرعة على طول خط مستقيم) و السرعة الزاوية (معدل الدوران) لرسم مسار القدم في الفضاء ثلاثي الأبعاد.
تحويل البيانات الأولية إلى مقاييس المشي
الكشف عن أحداث المشي الحرجة
البيانات الأولية وحدها ليست المنتج النهائي؛ يقوم النظام بمعالجة هذه المعلومات للعثور على أنماط محددة.
من خلال الكشف عن ذروات التسارع على طول المحورين العمودي و الأمامي الخلفي (من الأمام إلى الخلف)، تحدد وحدة القياس بالقصور الذاتي مراحل متميزة لدورة المشي.
يعد اكتشاف الذروة هذا هو الآلية المستخدمة لتحديد ضربة الكعب (عندما تضرب القدم الأرض) و رفع الأصابع (عندما تغادر القدم الأرض) بدقة.
حساب المعلمات المشتقة
بمجرد تحديد الطوابع الزمنية لأحداث المشي، يقوم النظام بحساب معلمات الحركة المعقدة.
يتم تحويل هذه "المعلومات الحركية الأساسية" الأولية إلى مقاييس قابلة للتنفيذ مثل سرعة المشي، و طول الخطوة، و تنوع المشي.
في السياقات السريرية، تقيس هذه البيانات خصائص مثل الرعاش أو بطء الحركة، مما يوفر أساسًا موضوعيًا لتقييم فعالية العلاج.
فهم المقايضات
الاعتماد على ذروات الإشارة المتميزة
تعتمد دقة وحدة القياس بالقصور الذاتي بشكل كبير على "ذروات" واضحة في بيانات التسارع لتحديد أحداث المشي.
إذا كان الشخص يعاني من مشية جر أو أنماط حركة غير منتظمة للغاية حيث تكون ذروات التسارع العمودي مخففة، فقد يواجه النظام تحديات في تحديد ضربة الكعب تلقائيًا.
التركيز على الحركة مقابل القوة
من المهم التمييز بين ما تقيسه وحدة القياس بالقصور الذاتي: فهي تلتقط الحركة (الحركة في الفضاء)، وليس القوة (القوة).
بينما توفر بيانات ممتازة حول السرعة والتنوع، إلا أنها لا تقيس بشكل مباشر الضغط الفعلي أو قوة رد فعل الأرض التي يطبقها المستخدم.
اتخاذ القرار الصحيح لهدفك
لتعظيم فائدة نظام تحليل المشي القائم على وحدة القياس بالقصور الذاتي، قم بمواءمة إمكانيات البيانات مع أهدافك المحددة.
- إذا كان تركيزك الأساسي هو تحديد مراحل المشي: أعط الأولوية للأنظمة ذات معدلات أخذ العينات المرتفعة لضمان التقاط ذروات التسارع العمودي والأمامي الخلفي بدقة زمنية عالية.
- إذا كان تركيزك الأساسي هو التقييم السريري: انظر إلى ما هو أبعد من البيانات الأولية وركز على المقاييس المحسوبة، مثل تنوع المشي وبطء الحركة، لقياس تقدم المريض بشكل موضوعي.
من خلال ترجمة الحركة المعقدة إلى مقاييس قابلة للقياس الكمي، توفر وحدة القياس بالقصور الذاتي ثلاثية المحاور الأدلة الموضوعية اللازمة لصقل بروتوكولات العلاج الشخصية.
جدول ملخص:
| المكون/المقياس | الوظيفة والبيانات الملتقطة | التأثير على تحليل المشي |
|---|---|---|
| مقاييس التسارع | تقيس التسارع الخطي ثلاثي المحاور | تكشف عن ذروات ضربة الكعب ورفع الأصابع |
| الجيروسكوبات | تقيس السرعة الزاوية | ترسم مسار دوران القدم ثلاثي الأبعاد |
| معدل أخذ العينات المرتفع | دورات التقاط بيانات سريعة | يضمن الدقة للتغيرات الحركية الدقيقة |
| المقاييس المشتقة | السرعة، طول الخطوة، التنوع | توفر بيانات تقييم سريري موضوعية |
ارفع أداء أحذيتك مع التصنيع الاحترافي 3515
بصفتنا شركة مصنعة كبيرة تخدم الموزعين العالميين وأصحاب العلامات التجارية، تقدم 3515 الخبرة الفنية وحجم الإنتاج المطلوبين لتحويل مفاهيم الأحذية المتقدمة إلى واقع. سواء كنت تقوم بتطوير أحذية تحليل المشي المتكاملة تكنولوجيًا أو تحتاج إلى أحذية عالية الأداء، فإن قدراتنا الشاملة تغطي جميع الأنواع - بما في ذلك مجموعتنا الرائدة من الأحذية الواقية، والأحذية التكتيكية، والمعدات الخارجية، والأحذية الرسمية.
لماذا الشراكة مع 3515؟
- إنتاج متعدد الاستخدامات: تصنيع بالجملة للفئات المهنية والرياضية والمتخصصة.
- ضمان الجودة: عقود من الخبرة في تلبية معايير الصناعة الصارمة.
- التخصيص: حلول مخصصة لأصحاب العلامات التجارية الذين يتطلعون إلى دمج التكنولوجيا الذكية أو المواد المتخصصة.
هل أنت مستعد لتوسيع نطاق خط أحذيتك مع شريك تصنيع موثوق؟ اتصل بنا اليوم لمناقشة متطلباتك بالجملة وأهداف مشروعك!
المراجع
- Bohyun Kim, Hyejin Choi. Association of Muscle Mass, Muscle Strength, and Muscle Function with Gait Ability Assessed Using Inertial Measurement Unit Sensors in Older Women. DOI: 10.3390/ijerph19169901
تستند هذه المقالة أيضًا إلى معلومات تقنية من 3515 قاعدة المعرفة .