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借助慣性動捕技術(shù)預(yù)防跑步中不規(guī)范動作引發(fā)的運動損傷,提升成績
對于跑步會對身體造成很多損傷這個問題,,其實是一個普遍的誤解,。更準確地說,那些被歸結(jié)于由跑步造成的傷病其實通常是由于運動后不充分的恢復(fù)和糟糕的跑步技術(shù)造成的,。50%到75%與跑步相關(guān)的疾?。ㄈ纾合ドw損傷、應(yīng)力性骨折和腿筋撕裂)成因其實是肌肉的過度使用,。Movella團隊一直在用Xsens?DOT開發(fā)平臺,,該平臺被用于分析和跟蹤跑步者的步態(tài)、跑步風(fēng)格等,,以幫助跑步者進行更好的訓(xùn)練和恢復(fù),。團隊在2022年4月的恩斯赫德半程馬拉松比賽中對11名男性參與者進行了測試。
該應(yīng)用程序處于早期構(gòu)思階段,,團隊將恩斯赫德馬拉松作為試驗場,。帶領(lǐng)開發(fā)團隊的Frank Wouda和Jason Konrath分享了對半程馬拉松收集數(shù)據(jù)的分析結(jié)果,這些數(shù)據(jù)對跑步者以及Movella的Xsens DOT平臺非常有意義,。
團隊在馬拉松過程中收集了哪些數(shù)據(jù),?
Frank:在恩斯赫德馬拉松比賽中,我們記錄了跑步者的速度,,在跑步過程中無論運動員的速度保持恒定,、下降還是增加,這些數(shù)據(jù)都被Xsens精確的記錄下來,。團隊通過分析步頻和步長來了解每個跑步者的跑步風(fēng)格,。跑步時骨盆保持對齊真的很重要,;Xsens Dot運動跟蹤技術(shù)使他們能夠更科學(xué)的分析跑步者的骨盆傾斜、旋轉(zhuǎn)和傾角,。骨盆是一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu),,它繞著所有的軸旋轉(zhuǎn),骨盆周圍有強大的肌肉為運動員蹬地提供動力,。在初次接觸地面之前,,這些強壯的肌肉已經(jīng)開始活動。骨盆的細微角度會影響提腿部運動的信息,,因此在跑步中確保骨盆對齊對于有效避免長跑運動員受傷至關(guān)重要,。
市面上已經(jīng)有許多跑步運動的應(yīng)用。Movella團隊開發(fā)的應(yīng)用程序的獨特之處是什么,?
Jason:有許多知名的跑步應(yīng)用程序可以跟蹤距離和速度,,或提供各種訓(xùn)練方式和社區(qū)功能,但目前沒有任何應(yīng)用程序可以在整個訓(xùn)練期間跟蹤并分析基于個人身體的數(shù)據(jù),。
Frank:生物力學(xué)的微小變化可能會導(dǎo)致沖擊力的變化,,并會對受傷風(fēng)險和跑步效率產(chǎn)生影響。有了運動輔助,,你可以通過觀察脛骨和臀部受到的沖擊來了解震動是如何在體內(nèi)傳播的——我們稱之為“減震”,。了解身體的對稱性可以幫助運動員防止受傷。
應(yīng)用程序會監(jiān)控什么,?
Frank:雖然大多數(shù)跑步應(yīng)用程序會監(jiān)控速度,、持續(xù)時間和總距離,但我們的應(yīng)用程序會進一步監(jiān)控個人身體的運動情況,。占空因數(shù)監(jiān)控用戶的腳相對于他們的步幅與腳部接觸地面的時間,。占空因數(shù)低表明運動員在跑步中利用了彈性能量,這是使運動員跑得更快的最佳選擇,。該應(yīng)用程序還細分了用戶的跑步風(fēng)格,,詳細顯示了一只腳可能比另一只腳更用力的地方,以及雙腳步長不同的地方,。該應(yīng)用程序建立了步態(tài)參數(shù),,這些參數(shù)將進一步解釋運動員每一步與地面接觸的時間。
Jason:了解可能過度用力的身體位置也是應(yīng)用程序的一個方面,。用戶將得到他們骨盆方向的細分,。過度旋轉(zhuǎn)可能導(dǎo)致以下情況:狹窄的步態(tài),手臂擺動不足以補償或過于強調(diào)蹬地,。理解骨盆上的制動力對于理解跑步的效率尤其重要,。該應(yīng)用程序幫助用戶了解他們在跑步時產(chǎn)生的沖擊力。生物力學(xué)的輕微變化可能會導(dǎo)致沖擊力的變化,,并會對受傷風(fēng)險和跑步效率產(chǎn)生影響,。
你從研究中發(fā)現(xiàn)了什么,?
Jason:回答這個問題的超好方法是分析一個受試者。例如,,在觀察4號受試者時,,我們發(fā)現(xiàn)他的左右骨盆旋轉(zhuǎn)似乎在每一側(cè)都很平衡,大約8-9度,。右側(cè)骨盆傾斜度稍?。ǘ鄶?shù)情況下為3-6度),這表明他的“臀部下垂”不明顯,。在跑步過程的最后,,骨盆似乎變得更加平穩(wěn),可能是因為正確的步長開始減少,。在右腿部分可以明顯的觀察到步長的逐漸減小,。這也反映在右腿的影響指標中。從小腿傳感器(9%)和臀部傳感器(11%)得到的數(shù)據(jù)來看,,右腿似乎比左腿經(jīng)受更大的沖擊,。這反映了右腿的邊緣功能不對稱,但不顯著,。右側(cè)受到的較大的沖擊也對應(yīng)著較大的對側(cè)骨盆傾斜度,。
技術(shù)如何影響開發(fā)應(yīng)用的方式?
Frank:將Xsens運動捕捉技術(shù)整合到flutter框架中是一個簡單的過程,,這使得應(yīng)用程序本身的整體開發(fā)時間更快。
Jason:我們采用了特定的算法來識別適當?shù)倪\動參數(shù),。這些參數(shù)中的許多都是已知的,,它們會影響跑步運動中的表現(xiàn)和康復(fù)設(shè)置。該應(yīng)用程序擁有用戶友好的界面,,能夠獲取數(shù)據(jù)并提供上述參數(shù)的綜合報告,。
你如何看待這項技術(shù)在未來的應(yīng)用?
Jason:到目前為止,,我們真的很喜歡使用這項技術(shù)——隨著馬拉松的進行,,這款應(yīng)用程序能夠捕捉到跑步者的動作和步態(tài)。幫助我們了解在繼續(xù)開發(fā)該應(yīng)用程序時,,我們需要測量哪些新指標,。
Frank:這項技術(shù)目前只應(yīng)用于一些小的跑步者群體中。我們希望通過在健身,、跑步方式,、體型等方面加入更多變化來擴大這個群體。這使我們能夠進一步改進連接方法和用戶體驗,。此外,,更大的數(shù)據(jù)集使得開發(fā)新功能以獲得更加深入的跑者信息變得更加容易,。
使用Xsens DOT實現(xiàn)
Xsens DOT擁有無限可能性。Xsens鼓勵開發(fā)人員構(gòu)建他們自己的應(yīng)用程序,。Xsens DOT的白色標簽選項允許用戶為Xsens DOT定制設(shè)計,,并在傳感器上定制自己的徽標。
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