近期，來(lái)自美國(guó)的研究者們探索了如何利用慣性測(cè)量單元（IMU）和機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)人體關(guān)節(jié)活動(dòng)，這在健康監(jiān)測(cè)、外骨骼控制和工作相關(guān)肌肉骨骼疾病風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。研究小組運(yùn)用隨機(jī)森林算法，分析了不同數(shù)量和位置的IMU對(duì)預(yù)測(cè)踝、膝、髖關(guān)節(jié)角度的影響。為了驗(yàn)證IMU置于鄰近身體部位會(huì)提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)設(shè)置了非鄰近的IMU對(duì)照組，結(jié)果證實(shí)使用關(guān)節(jié)角度信息就可獲得比較好預(yù)測(cè)效果。這表明未來(lái)關(guān)節(jié)角度的預(yù)測(cè)主要依賴于其歷史角度值，對(duì)于多種簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)而言，這是實(shí)用且高效的輸入信號(hào)。此研究表明，機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)關(guān)節(jié)角度并不一定需要更多的IMU傳感器。單一或少數(shù)幾個(gè)精心布置的IMU就能提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，這對(duì)于康復(fù)訓(xùn)練、穿戴式外骨骼控制等實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景意義重大，減少了傳感器的數(shù)量不僅簡(jiǎn)化了設(shè)備的使用，也保持了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。IMU傳感器的功耗因型號(hào)而異。浙江平衡傳感器應(yīng)用

近日，來(lái)自韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了一種創(chuàng)新的運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)，巧妙結(jié)合了IMU技術(shù)和深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DCNN)，旨在深入研究并有效預(yù)測(cè)青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎(AIS)的進(jìn)展。科研團(tuán)隊(duì)將IMU傳感器固定在患者的髖部和膝部，以監(jiān)測(cè)并記錄行走時(shí)的髖膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。測(cè)試結(jié)果表明，深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)合多平面髖膝關(guān)節(jié)循環(huán)圖譜和臨床因素，在預(yù)測(cè)脊柱側(cè)彎進(jìn)展方面表現(xiàn)優(yōu)異，其準(zhǔn)確率***優(yōu)于傳統(tǒng)的訓(xùn)練方式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，無(wú)論脊柱側(cè)彎的程度如何，尤其是在復(fù)雜情況下，IMU傳感器與DCNN相結(jié)合能夠清晰地顯示出脊柱側(cè)彎的發(fā)展趨勢(shì)，揭示了運(yùn)動(dòng)參數(shù)與脊柱側(cè)彎進(jìn)展之間的關(guān)聯(lián)。這也證明IMU在評(píng)估和預(yù)測(cè)青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎進(jìn)展方面扮演著關(guān)鍵角色，為研發(fā)更為精細(xì)有效的治療方案提供支持。江蘇國(guó)產(chǎn)慣性傳感器價(jià)格IMU傳感器可以通過(guò)螺絲固定、粘貼或嵌入到設(shè)備中，具體安裝方式取決于應(yīng)用需求和設(shè)備設(shè)計(jì)。

在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，IMU 是生態(tài)的 “數(shù)據(jù)采集員”。它通過(guò)感知振動(dòng)和傾斜，為生態(tài)保護(hù)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。例如，在野生動(dòng)物追蹤中，IMU 可嵌入項(xiàng)圈，監(jiān)測(cè)動(dòng)物的移動(dòng)軌跡和行為模式，幫助研究人員分析棲息地變化；針對(duì)遷徙鳥(niǎo)類，通過(guò)記錄翅膀扇動(dòng)的頻率與角度，能估算飛行能耗與續(xù)航能力，為保護(hù)遷徙路線提供依據(jù)。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，IMU 可實(shí)時(shí)檢測(cè)水流速度和方向，輔助評(píng)估污染物擴(kuò)散范圍；配合浮標(biāo)上的水質(zhì)傳感器，能繪制動(dòng)態(tài)水流模型，預(yù)測(cè)污染源對(duì)下游生態(tài)的影響。此外，IMU 還能用于海洋浮標(biāo)，監(jiān)測(cè)海浪高度和洋流變化，為氣候研究提供數(shù)據(jù)支持；在臺(tái)風(fēng)預(yù)警中，通過(guò)分析海浪的加速度波形，可提前判斷風(fēng)暴強(qiáng)度，為沿海地區(qū)防災(zāi)減災(zāi)爭(zhēng)取時(shí)間。

運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目需要特定的力量和爆發(fā)力特征，為實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練監(jiān)測(cè)，葡萄牙田徑聯(lián)合會(huì)與葡萄牙萊里亞理工學(xué)院合作，由PauloMiranda-Oliveira團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種使用IMU評(píng)估蹲跳（CMJs）的方法，用以分析運(yùn)動(dòng)員在蓄力階段的表現(xiàn)、跳躍高度和修正反應(yīng)強(qiáng)度指數(shù)（RSImod）。該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的設(shè)備，包含了一個(gè)9軸IMU-----加速度計(jì)(±16g)、陀螺儀(±2000dps)和磁力計(jì)(±4900μT)，數(shù)據(jù)采樣率為300Hz。IMU與筆記本電腦之間通過(guò)Wifi進(jìn)行連接。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試在測(cè)力板（ForcePlate，F(xiàn)P）上進(jìn)行，并使用測(cè)力板采集到的數(shù)據(jù)作為比較基線。共有8名高水平運(yùn)動(dòng)員（6名男性2名女性）參與了測(cè)試，這些運(yùn)動(dòng)員在測(cè)試前6個(gè)月均沒(méi)有傷病記錄。研究團(tuán)隊(duì)將IMU固定放置在運(yùn)動(dòng)員的第五腰椎（L5）上。每名運(yùn)動(dòng)員每組進(jìn)行3-5次CMJ跳躍，每次跳躍之間間隔1分鐘，共進(jìn)行30次CMJ跳躍。IMU 和 測(cè)力板FP統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，兩者在正脈沖相位時(shí)間、負(fù)脈沖相位時(shí)間、滯空時(shí)間等方面，有著相似的結(jié)果；同時(shí)在跳躍高度、比較大力量、RSImod等方面兩者也有著近似的測(cè)試結(jié)果。同時(shí)設(shè)備簡(jiǎn)單易用，可以幫助教練員和運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練監(jiān)測(cè)和控制，提高訓(xùn)練系統(tǒng)性，同時(shí)提高訓(xùn)練水平。如何選擇適合機(jī)器人應(yīng)用的IMU？

光脈沖原子干涉儀作為一種基于物質(zhì)波相干操控的高精度慣性測(cè)量工具，因其在重力測(cè)量、旋轉(zhuǎn)速率檢測(cè)及基本物理常數(shù)測(cè)定等方面的潛在應(yīng)用而備受關(guān)注。與傳統(tǒng)慣性傳感器相比，原子干涉儀具備更高的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，能夠?qū)崿F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的高精度測(cè)量。不過(guò)，現(xiàn)有的原子慣性傳感器在戶外應(yīng)用中依然面臨不少挑戰(zhàn)，包括設(shè)備體積大、對(duì)環(huán)境條件要求嚴(yán)格以及動(dòng)態(tài)范圍有限等問(wèn)題，這些都制約了它們?cè)趶?fù)雜環(huán)境中的實(shí)際應(yīng)用。近期，法國(guó)巴黎-薩克雷大學(xué)的研究人員Clément Salducci和Yannick Bidel帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。他們開(kāi)發(fā)了一種新的原子發(fā)射技術(shù)，并構(gòu)建了一套雙冷原子加速度計(jì)與陀螺儀系統(tǒng)。該系統(tǒng)運(yùn)用斯特恩-捷爾拉赫效應(yīng)，能夠以每秒8.2厘米的速度水平發(fā)射冷原子云，增強(qiáng)了原子陀螺儀的性能，實(shí)現(xiàn)了量程因子穩(wěn)定性達(dá)700 ppm的突破。通過(guò)結(jié)合量子傳感器與傳統(tǒng)傳感器的優(yōu)勢(shì)，該團(tuán)隊(duì)成功校正了力平衡加速度計(jì)和科里奧利振動(dòng)陀螺儀的漂移和偏差，提升了兩者的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。如何選擇慣性傳感器的量程？江蘇機(jī)器人傳感器性能

導(dǎo)航傳感器的價(jià)格范圍是多少？浙江平衡傳感器應(yīng)用

IMU 是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的 “動(dòng)作質(zhì)檢員”，通過(guò)高精度傳感器實(shí)時(shí)捕捉人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，輔助運(yùn)動(dòng)員優(yōu)化技術(shù)動(dòng)作。例如，在滑雪訓(xùn)練中，IMU 可分析運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)彎角度、重心偏移和雪板壓力分布，幫助教練識(shí)別導(dǎo)致速度損失的動(dòng)作缺陷；在田徑短跑中，它能監(jiān)測(cè)起跑時(shí)的蹬地力量與身體前傾角度，避免因姿態(tài)失衡影響爆發(fā)力輸出。在籃球、足球等球類運(yùn)動(dòng)中，IMU 能監(jiān)測(cè)球員的跳躍高度、落地沖擊力和關(guān)節(jié)扭轉(zhuǎn)角度，預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷；針對(duì)排球扣球動(dòng)作，還可追蹤手臂揮擊軌跡的角速度，評(píng)估擊球力量與準(zhǔn)確性的平衡。此外，IMU 與 AI 算法結(jié)合，可生成 3D 動(dòng)作模型，讓運(yùn)動(dòng)員直觀對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作與自身表現(xiàn)差異；未來(lái)，IMU 還將用于健身，通過(guò)可穿戴設(shè)備分析日常運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，提供個(gè)性化健康建議，比如糾正跑步時(shí)的內(nèi)翻足或過(guò)度跨步等不良姿態(tài)。浙江平衡傳感器應(yīng)用