在实验室内和外运行时估计制动和推进力
Lauren M Baker1, Fabian C Weigend1, Krithika Swaminathan1
1John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Boston, Massachusetts, United States of America.
这项研究表明,使用可穿戴传感器的机器学习模型可以估计运行力. 这些模型的个性化可显著提高现实世界地面和户外运行分析的准确性.
科学领域:
- 生物力学
- 运动科学
- 可穿戴技术
背景情况:
- 估计车和推进力等运行动力指标对于了解性能,疲劳和受伤至关重要.
- 可穿戴的惯性测量单元 (IMU) 与机器学习相结合,为现实世界的动力分析提供了有前途的方法.
- 目前的IMU模型往往缺乏可转移性,只能在跑步机上训练,并且未经验证以适应各种地面条件.
研究的目的:
- 开发和评估基于IMU的通用模型,用于在地面行驶时估计制动和推进力.
- 调查个人数据微调对模型准确性的影响.
- 评估模型在实验室和户外运行环境中的性能和适用性.
主要方法:
- 在15名休跑步者的跑步机运行数据上训练了一种通用模型.
- 在地面运行 (实验室内和实验室外) 期间,使用交叉验证评估模型的性能.
- 为了提高力量估计的准确性,研究了与个人地面数据的微调.
主要成果:
- 对于地面力量,一般化模型的平均平方误差为4.3±1.1%.
- 只有8步的微调将误差降低到2.6%±0.5%BW.
- 微调模型显示在户外运行时,与速度相关的力趋势的调整得到了改善.
结论:
- 基于IMU的模型可以在地面条件下提供准确的运行力估计.
- 个性化显著提高了这些运动估计的精度.
- 这些发现支持开发实用的可穿戴工具,
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