智能鞋垫解开你鞋底的秘密

这项技术还可以帮助运动员提高跑步技术，从而为他们带来重大进步。史蒂文斯可穿戴机器人系统实验室(Stevens Wearable Robotic Systems Lab)的首席作者兼主任达米亚诺·扎诺托(Damiano Zanotto)说:“从实用的角度来看，这是非常宝贵的。”“我们现在能够在真实世界的环境中实时准确地分析一个人的步态。”

迈出一步似乎很简单，但对研究人员来说，在现实环境中捕捉一个人的步态的可靠信息仍然是一个主要挑战。为对照步态分析的基于摄像机的动作捕捉系统和测力板等技术都很昂贵，而且只能在室内使用实验室因此，它们几乎不能提供人们在现实世界中如何行走的见解。智能鞋、豆荚、鞋垫等新兴可穿戴技术有可能克服这一限制，但现有产品无法提供准确的步态数据。

在他们的工作中，Zanotto和他的团队表明他们的聪明的鞋垫可以实时传输穿戴者步长、速度和力量的数据，比现有的脚踩技术准确度更高，而且成本仅为传统实验室设备的一小部分。(扎诺托和他的团队正在申请两项与SportSole有关的专利，几家公司和专业体育特许经营公司正在密切关注他们的工作。)

The team’s SportSole technology uses accelerometers and gyroscopes to monitor its own movement and orientation in space, and an array of force sensors to detect plantar pressure, allowing it to capture 500 readings per second — around a fivefold improvement over smart pedometers and other wearable gait-analysis tools.

然而，真正的魔法发生在鞋子之外。可穿戴运动传感器本质上是吵了。为了克服这一挑战，Zanotto将每秒500次测量结果浓缩为几个关键特征，然后将结果输入一个能够快速提取步态参数的人工智能算法，该算法的精度在几个百分点以内。

这是一个很大的进步人工智能步态分析工具，需要大量计算，需要记录数据以供日后分析。史蒂文斯系统的效率更高，可以将其集成到一个微控制器中，实现实时步态分析。

无论佩戴者是否正在步行或运行，它也有效，并且在不需要为单个用户校准或定制的情况下产生准确的结果。初步测试表明运动液甚至与年龄三年的儿童和前庭疾病的老年人一起工作，其步态模式与健康成年人的步态模式不同。

这种一致的精度令人印象深刻，因为大多数步态研究人员使用高端传感器在出价中耗费1,000美元以上以减少错误。相比之下，Zanotto和他的团队使用了超过100美元的货架传感器，依靠AI来提取可靠的数据。“我们以低得多的成本实现了相同或更好的结果，这是缩放这项技术的大量交易，”Zanotto说。

但是，现在，该团队专注于测试体育池进行临床使用。一种不引人注心的，可穿戴的步态监测器可以帮助研究人员优化对运动障碍的人的治疗，允许遥控器监控弱势群体，或者对可能影响步态和平衡的新治疗的安全性和疗效提供重要的见解。