В последние годы области спортивной науки, реабилитации/спортивной медицины, атлетической подготовки, физического воспитания, машиностроения, психологии и исследований эргономики человеко-машинного взаимодействия постоянно развиваются и инновируются. В исследованиях спортивной науки полное понимание движений человека и получение точных данных о движениях имеют решающее значение.

Введение в классификацию данных движения

Данные движения, полученные в ходе исследований, в основном делятся на три категории: кинематические параметры, динамические параметры и параметры электромиографии.

Кинематические параметры

Это включает данные, такие как положение, скорость, ускорение, угол, расстояние и поза, например, сгибание и разгибание человеческих суставов, абдукция и аддукция, внутреннее и внешнее вращение, а также параметры, такие как длина шага, скорость и частота при беге.

Движения, порождающие этот тип данных, обычно происходят на высоких скоростях с значительными изменениями положения за очень короткое время, поэтому сбор данных требует высокой точности и высокой частоты выборки.

Инфракрасная оптическая технология захвата движения позволяет с высокой точностью и низкой задержкой собирать такие данные, как изменения углов в плечевом, локтевом и запястном суставах во время броска в баскетболе, стабильность движений фехтовальщиков или позиция тела прыгунов в высоту и длину в момент отталкивания. Эти труднодоступные кинематические параметры могут быть зафиксированы с использованием инфракрасной оптической технологии захвата движений.

Динамические параметры

Основное направление исследований заключается в изучении взаимодействия сил во время движения и захвате кинематических сигналов. Например, силовая платформа, оснащенная множеством пьезорезистивных датчиков, может собирать изменения давления в различных частях платформы, что позволяет собирать динамические данные во время ходьбы и бега человека.

Миоэлектрические параметры

Биоэлектрические параметры сокращений мышц могут использоваться для понимания интенсивности мышечной нагрузки во время движения человека и состояния нервных функций. Поверхностные электромиографические (ЭМГ) устройства могут измерять электрические сигналы, сопровождающие сокращения мышц, и создавать электромиограммы, которые являются важным неинвазивным методом обнаружения активности мышц с поверхности тела.

Интегрированная система анализа движений

Эффективное исследование и анализ движения человека, включая силы реакции опоры, межсуставные силы и сокращение и расслабление мышц, требуют интеграции различных устройств измерения данных в интегрированную систему анализа движений.

Например, когда человек прыгает с высоты на землю, тело выполняет амортизирующее действие, сгибая колени. По мере выполнения этого действия, реакция опоры, силы между суставами человеческой лодыжки и колена, а также уровень стимуляции нескольких мышц нижних конечностей непрерывно изменяются.

Интегрируя инфракрасную оптическую систему захвата движений для сбора данных о позах человека, динамометрическое устройство для отражения кинетических данных, таких как силы реакции опоры, и оборудование для электромиографии для измерения интенсивности стимуляции мышц, можно достичь эффективного сбора и анализа данных за счет синхронной регистрации данных.

Система 3D-анализа движений NOKOV представляет собой зрелое решение, предназначенное для сбора различных данных о движениях, включая инфракрасную оптическую систему захвата движений, 3D платформы силы и приборы поверхностной электромиографии. Кастомизированные решения могут быть адаптированы в соответствии с требованиями различных проектов, что обеспечивает синхронный и эффективный сбор данных.

Примеры применения системы 3D-анализа движений NOKOV

Южный университет науки и технологий, школа машиностроения

Система захвата движения, состоящая из 12 камер для захвата движения NOKOV, в сочетании с 3D силовой платформой, поверхностной электромиографией и устройствами измерения давления на стопу, может быть использована для создания интегрированной системы анализа движений. Эта система анализирует кинематические данные, такие как параметры походки во время ходьбы и подъема по лестнице человека, для решения вопросов совместимости между естественными движениями роботов и людей, а также для проведения исследований, связанных с роботизированными динамическими протезами.

Подробности делаhttps://www.nokov.com/support/case_studies_detail/research-and-development-of-Biomechatronics-Robots.html

Колледж физического воспитания, Тайюаньский технологический университет

Оптическая система захвата движения с 12 камерами, совмещенная с двумя силовыми платформами, используется для анализа движений баскетболистов. Она собирает как кинематические, так и динамические параметры различных видов спортивной деятельности, включая баскетбол и бег.

Подробности делаhttps://www.nokov.com/support/case_studies_detail/Application-of-Motion-Capture-in-Motion-Digitization.html

Создавая базу данных с интегрированной системой анализа движений, данные о 3D-позициях человека, полученные с помощью технологии захвата движения, привязываются к человеческой модели в программном обеспечении, что позволяет генерировать стандартные анимации учебной модели движений в баскетболе. Это обеспечивает быструю идентификацию и корректировку недостатков путем сравнения отдельных сегментов одинаковых движений.

Шанхайская консалтинговая компания по управлению здоровьем Хайджис, О

Шанхайская консультационная компания по управлению здоровьем Хайджи, ООО, использовала восемь камер захвата движения NOKOV в сочетании с силовой платформой и поверхностной ЭМГ для получения координат человеческих суставов и относительного положения сегментов туловища, завершив разработку системы анализа статической позы человека.

Подробности делаhttps://www.nokov.com/support/case_studies_detail/Development-of-body-posture-evaluation-system.html