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借助惯性动捕技术预防跑步中不规范动作引发的运动损伤,提升成绩

文章来源: 作者:frank 发布时间:2022年08月24日 点击数: 字号:

对于跑步会对身体造成很多损伤这个问题,其实是一个普遍的误解。更准确地说,那些被归结于由跑步造成的伤病其实通常是由于运动后不充分的恢复和糟糕的跑步技术造成的。50%到75%与跑步相关的疾病(如:膝盖损伤、应力性骨折和腿筋撕裂)成因其实是肌肉的过度使用。Movella团队一直在用Xsens DOT开发平台,该平台被用于分析和跟踪跑步者的步态、跑步风格等,以帮助跑步者进行更好的训练和恢复。团队在2022年4月的恩斯赫德半程马拉松比赛中对11名男性参与者进行了测试。

该应用程序处于早期构思阶段,团队将恩斯赫德马拉松作为试验场。带领开发团队的Frank Wouda和Jason Konrath分享了对半程马拉松收集数据的分析结果,这些数据对跑步者以及Movella的Xsens DOT平台非常有意义。

团队在马拉松过程中收集了哪些数据?

Frank:在恩斯赫德马拉松比赛中,我们记录了跑步者的速度,在跑步过程中无论运动员的速度保持恒定、下降还是增加,这些数据都被Xsens精确的记录下来。团队通过分析步频和步长来了解每个跑步者的跑步风格。跑步时骨盆保持对齐真的很重要;Xsens Dot运动跟踪技术使他们能够更科学的分析跑步者的骨盆倾斜、旋转和倾角。骨盆是一个复杂的结构,它绕着所有的轴旋转,骨盆周围有强大的肌肉为运动员蹬地提供动力。在初次接触地面之前,这些强壮的肌肉已经开始活动。骨盆的细微角度会影响提腿部运动的信息,因此在跑步中确保骨盆对齐对于有效避免长跑运动员受伤至关重要。

市面上已经有许多跑步运动的应用。Movella团队开发的应用程序的独特之处是什么?

Jason:有许多知名的跑步应用程序可以跟踪距离和速度,或提供各种训练方式和社区功能,但目前没有任何应用程序可以在整个训练期间跟踪并分析基于个人身体的数据。

Frank:生物力学的微小变化可能会导致冲击力的变化,并会对受伤风险和跑步效率产生影响。有了运动辅助,你可以通过观察胫骨和臀部受到的冲击来了解震动是如何在体内传播的——我们称之为“减震”。了解身体的对称性可以帮助运动员防止受伤。

应用程序监控什么?

Frank:虽然大多数跑步应用程序会监控速度、持续时间和总距离,但我们的应用程序会进一步监控个人身体的运动情况。占空因数监控用户的脚相对于他们的步幅与脚部接触地面的时间。占空因数低表明运动员在跑步中利用了弹性能量,这是使运动员跑得更快的最佳选择。该应用程序还细分了用户的跑步风格,详细显示了一只脚可能比另一只脚更用力的地方,以及双脚步长不同的地方。该应用程序建立了步态参数,这些参数将进一步解释运动员每一步与地面接触的时间。

Jason:了解可能过度用力的身体位置也是应用程序的一个方面。用户将得到他们骨盆方向的细分。过度旋转可能导致以下情况:狭窄的步态,手臂摆动不足以补偿或过于强调蹬地。理解骨盆上的制动力对于理解跑步的效率尤其重要。该应用程序帮助用户了解他们在跑步时产生的冲击力。生物力学的轻微变化可能会导致冲击力的变化,并会对受伤风险和跑步效率产生影响。

你从研究中发现了什么?

Jason:回答这个问题的最好方法是分析一个受试者。例如,在观察4号受试者时,我们发现他的左右骨盆旋转似乎在每一侧都很平衡,大约8-9度。右侧骨盆倾斜度稍小(多数情况下为3-6度),这表明他的“臀部下垂”不明显。在跑步过程的最后,骨盆似乎变得更加平稳,可能是因为正确的步长开始减少。在右腿部分可以明显的观察到步长的逐渐减小。这也反映在右腿的影响指标中。从小腿传感器(9%)和臀部传感器(11%)得到的数据来看,右腿似乎比左腿经受更大的冲击。这反映了右腿的边缘功能不对称,但不显著。右侧受到的较大的冲击也对应着较大的对侧骨盆倾斜度。

技术如何影响开发应用的方式?

Frank:将Xsens运动捕捉技术整合到flutter框架中是一个简单的过程,这使得应用程序本身的整体开发时间更快。

Jason:我们采用了特定的算法来识别适当的运动参数。这些参数中的许多都是已知的,它们会影响跑步运动中的表现和康复设置。该应用程序拥有用户友好的界面,能够获取数据并提供上述参数的综合报告。

你如何看待这项技术在未来的应用?

Jason:到目前为止,我们真的很喜欢使用这项技术——随着马拉松的进行,这款应用程序能够捕捉到跑步者的动作和步态。帮助我们了解在继续开发该应用程序时,我们需要测量哪些新指标。

Frank:这项技术目前只应用于一些小的跑步者群体中。我们希望通过在健身、跑步方式、体型等方面加入更多变化来扩大这个群体。这使我们能够进一步改进连接方法和用户体验。此外,更大的数据集使得开发新功能以获得更加深入的跑者信息变得更加容易。

使Xsens DOT实现

Xsens DOT拥有无限可能性。Xsens鼓励开发人员构建他们自己的应用程序。Xsens DOT的白色标签选项允许用户为Xsens DOT定制设计,并在传感器上定制自己的徽标。

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