Estimación de las fuerzas de frenado y de propulsión durante las entradas y salidas en superficie del laboratorio

Área de la Ciencia:

• Biomecánica
• Ciencias del deporte
• Tecnología portátil

Sus antecedentes:

• Estimar las métricas cinéticas de funcionamiento como las fuerzas de frenado y propulsión es crucial para comprender el rendimiento, la fatiga y las lesiones.
• Las unidades de medición inercial portátiles (IMU) combinadas con el aprendizaje automático ofrecen un método prometedor para el análisis cinético del mundo real.
• Los modelos actuales de IMU a menudo carecen de transferencia, ya que se entrenan únicamente en cintas de correr y no se validan para diversas condiciones en el suelo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar un modelo generalizado basado en el IMU para estimar las fuerzas de frenado y propulsión durante la conducción en tierra.
• Investigar el impacto del ajuste fino de los datos individuales en la precisión del modelo.
• Evaluar el rendimiento y la aplicabilidad del modelo tanto en entornos de laboratorio como al aire libre.

Principales métodos:

• Un modelo generalizado fue entrenado con datos de 15 corredores recreativos.
• El rendimiento del modelo se evaluó durante el funcionamiento en tierra (dentro y fuera del laboratorio) utilizando la validación cruzada de una sola salida.
• Se exploró el ajuste fino con datos terrestres individuales para mejorar la precisión de la estimación de la fuerza.

Principales resultados:

• El modelo generalizado alcanzó un error de la raíz media al cuadrado de 4,3 ± 1,1% del peso corporal (%BW) para las fuerzas aéreas.
• El ajuste fino con sólo ocho pasos redujo el error a 2,6 ± 0,5%BW.
• Los modelos afinados mostraron una mejor alineación con las tendencias de fuerza dependientes de la velocidad durante la carrera al aire libre.

Conclusiones:

• Los modelos basados en IMU pueden proporcionar estimaciones precisas de las fuerzas de funcionamiento durante las condiciones de superficie.
• La individualización mejora significativamente la precisión de estas estimaciones cinéticas.
• Estos hallazgos apoyan el desarrollo de herramientas prácticas y portátiles para el análisis biomecánico real en corredores.