一项关于使用软内来估计3D地面反应力的可行性研究,其中包含了3D打印的泡式传感器
Nick Willemstein1, Saivimal Sridar1, Herman van der Kooij1
1Department of Biomechanical Engineering, University of Twente, Enschede, The Netherlands.
Wearable technologies
|February 12, 2025
概括
新的3D打印软泡传感器在内中准确估计地面反应力 (GRFs) 用于步态分析. 这些可定制,轻量级的传感器对可穿戴健康监测应用非常有希望.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 传感器内对于步态研究和日常健康监测是有价值的.
- 用户接受要求内是舒适和轻量级的.
- 现有的传感内通常使用商业部件,限制定制.
研究的目的:
- 开发和评估用于内应用的3D打印软泡传感器.
- 评估传感器估计地面反应力 (GRF) 的能力.
- 探索定制,轻量级可穿戴力传感器的潜力.
主要方法:
- 将四个3D打印的软泡式传感器集成到内中.
- 测试了9名参与者在带仪器的跑步机上行走的内.
- 使用个性化的汉默斯坦-维纳 (Hammerstein-Wiener,简称HW) 模型,从传感器数据中估计3D GRF.
主要成果:
- 传感器准确地反映了步态周期期间压力分布的变化.
- 高温模型实现了优异的GRF估计 (平均. RMS 误差为 9.3%,MAE 是 7%).
- 性能与使用商业力传感器和机器学习的系统相当或优于它们.
结论:
- 通过3D打印的柔软压电阻泡传感器可用于估计3DGRF.
- 这些传感器提供柔软性,轻量特性,以及可用于可穿戴应用的定制性.
- 使用这些传感器进行系统识别,有望实现先进的步态分析和健康监测.
