摘要：科学家创建了一个智能的鞋垫原型，可以准确地测量人体与地面的相互作用，这有可能帮助运动员避免受伤，甚至可以帮助医生监测康复。...

如果您的鞋垫不仅可以靠垫脚，该怎么办？想象一下，一对可以您的运动，帮助运动员避免受伤甚至帮助医生监测康复的一对。

由Innovate UK通过知识转移合作伙伴（KTP）资助的朴茨茅斯大学和技术公司TG0的科学家TG0的一项新研究使我们更加接近使这一想法成为现实。

一组研究人员成功设计了一种新的智能鞋垫系统，该系统可以准确地衡量人体与地面的互动，从而通过估计地面反作用力（GRFS）来开辟运动科学和医疗保健方面的新可能性。

这些数据在运动科学，康复甚至预防伤害方面至关重要，但是直到现在，在实验室之外捕获它几乎是不可能的。

目前，研究人员和医疗专业人员使用力板来测量大型，昂贵的机器的GRF。但是这些系统笨重，昂贵，无法日常环境中的运动。

TG0智能鞋垫使用内置的压力传感器和惯性测量单元（IMU）以令人印象深刻的精度脚压力和运动。

结合人工智能（AI），他们只能以4.16％的错误率来预测地面反作用力，使其成为最精确的可穿戴运动之一。较早的方法，例如运动传感器或压力鞋垫，通常的错误率范围从8％到20％。

智能鞋垫配备了一个集成的电池，该电池可支持大约八个小时的连续数据收集。鞋垫通过蓝牙低能（BLE）与基于PC的接收器（USB加密狗）通信。在操作过程中，所有收集的数据都以CSV文件格式存储，并通过用户界面上的用户PC上的时间戳存储，如下所示。

智能鞋垫应用程序：

• 运动表现和预防伤害 - 运动员可以运动，优化训练并降低受伤的风险。

• 医疗保健和康复 - 医生和物理治疗师可以使用这些鞋垫来监测从伤害或流动性问题中恢复的患者。

• 可穿戴技术和研究 - 科学家可以使用鞋垫中的数据来推进运动科学和生物力学研究。

朴茨茅斯大学计算机学校和TG0的研究助理的合着者Dinghuang Zhang博士解释说：“我们想为昂贵的实验室设备创建一个负担得起的便携式替代方案。这些鞋垫可以帮助运动员提高绩效，帮助医生进行康复，甚至帮助人们他们的一般健康运动。”

该研究涉及该大学的计算学院，心理学，体育和健康科学学院。

朴茨茅斯大学生物力学和康复科学高级讲师蒂姆·埃塞尔（Tim Exell）博士说：“这种伙伴关系确实强调了协作的好处，可以融合不同的技能。所有人类运动，在精英体育，娱乐活动或康复中，无论是由力量而造成的。 状况。”

TG0的智能鞋垫的发展受到增强糖尿病足护理需求的启发。糖尿病患者经常患有周围神经病，导致脚步降低，并增加了脚步溃疡的风险。如果未经治疗，这些溃疡会导致严重的感染，在某些情况下会导致截肢。

通过将压力映射技术集成到鞋垫中，TG0旨在提供高压区域的早期检测，使患者和医疗保健提供者能够采取预防措施。

TG0的联合创始人兼CTO Liucheng Guo博士说：“ TG0的任务是使用嵌入式的AI和低成本材料来革新人类机器界面，使它们易于访问，可持续和聪明。通过将学术研究与行业专业知识相结合，我们可以改善我们的低成本智能技术，而不是在我们的低成本智能技术中互动，而不是在运动中互动 - 我们在体育方面的互动，这是我们在Nearthc的互动。为下一代智能传感解决方案铺平了道路，这些解决方案不仅仅是运动范围更广泛的健康应用。”

完整的研究已发表在智能体育和健康上，并提供了公共数据集来帮助研究人员开发更好的可穿戴技术。

它是通过朴茨茅斯大学和TG0之间的知识转移合作伙伴（KTP）实现的，并由Innovate UK资助。 KTP是将大学与企业联系起来的计划，以使用学术专业知识来开发现实世界的解决方案。