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人工智能驱动的鞋子解锁智能鞋垫的秘密

史蒂文斯理工学院的研究人员开发了一种由AI驱动的智能鞋垫，它可以立即将任何鞋子变成便携式步态分析实验室 。

人工智能驱动的鞋子解锁智能鞋垫的秘密

文章插图
本作品发表于2020年1月《IEEE Transactions关于神经系统和康复工程的交易》 。它可以通过提供一种新的方法来精确测量运动障碍或肌肉骨骼损伤患者在其生活环境中的行走功能 ， 从而使临床研究人员受益 。通过帮助运动员提高跑步技术，这项技术也能给运动员带来巨大的进步 。
史蒂文斯可穿戴机器人系统实验室的主要作者兼主任达米亚诺扎诺托(Damiano Zanotto)说：“从实用的角度来看 ， 这是无价的 。”“我们现在能够在真实环境中实时准确地分析一个人的步态 。”
迈出第一步看似简单，但要获得真实环境下人的步态的可靠信息 ， 仍然是研究人员面临的主要挑战 。标准的步态分析技术(如基于摄像头的运动捕捉系统和测力计)价格昂贵，只能在实验室中使用，因此我们对现实世界中人们的行走方式几乎一无所知 。新兴的可穿戴技术如智能鞋、豆荚和鞋垫可以克服这一限制，但现有的产品无法提供准确的步态数据 。
Zanotto和他的团队在他们的工作中展示了他们的智能鞋垫可以提供关于穿着者步幅的长度、速度和力量的实时数据，其准确性高于现有的踏板技术，而其成本仅为传统技术的几分之一 。实验室设备 。(Zanotto和他的团队正在寻求两项与SportSole相关的专利，几家公司和专业体育特许经营公司正在密切关注团队的工作 。)
该团队的SportSole技术使用加速度计和陀螺仪来监控自身在空间中的运动和方向，并使用一系列力传感器来检测足底压力 ， 使其能够每秒钟捕捉500个读数，这比智能计步器和其他可穿戴步态高出约5倍 。分析工具 。
【人工智能驱动的鞋子解锁智能鞋垫的秘密】然而，真正的魔法发生在鞋子之外 。可穿戴运动传感器本身就有噪音 。为了克服这一挑战 ， Zanotto将每秒500次测量减速到几个关键特征，然后将结果输入到AI算法中，该算法可以快速提取精确到几个百分点的步态参数 。
与其他AI步态分析工具相比 ， 这是一个很大的进步 。后者需要大量的计算，并记录数据以备后期分析 。史蒂文斯的系统效率更高，它可以被植入一个能够进行实时步态分析的微控制器 。
无论佩戴者是走路还是跑步，它都可以工作，并且可以生成准确的结果，而无需针对单个用户进行校准或定制 。初步测试表明 ， SportSole甚至适用于3岁以下的儿童和患有前庭疾病的老年人，其步态模式与健康成人有很大不同 。

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