帕金森病(PD)患者在美国约有100万人,而全球患者超过1000万人。帕金森病是一种慢性的疾病退化性疾病,需要临床医生特别是运动障碍方面对患者进行密切监测。医生经常使用标准的临床仪器,如统一帕金森病评分量表(UPDRS)。通常来说,每名帕金森患者每年需要到临床医生诊所进行多次的病情评估。对于帕金森患者来说,这是一个很大的负担。美国ShehjarSadhu团队设计了一套基于机器学习的远程健康设备,利用UPDRS任务,远程检测手部运动并进行分类。该系统包含EdgeNode和FogNode。其中EdgeNode使用一双智能手套记录手部的活动,其集成了手指弯曲传感器和惯性测量单元(IMU),并将数据无线传输到FogNode进行分类。FogNode运行基于机器学习(ML)的活动分类模型,以对基于UPDRS的手部运动任务进行分类。IMU传感器与普通加速度计/陀螺仪的区别是什么?天津国产传感器
近期,美国研究团队成功研发了一种创新的脊椎负荷评估方法,巧妙结合了IMU和marker系统,旨在深入研究和有效评估日常生活活动中脊椎负荷的变化。实验中,科研团队采用IMU传感器捕获了11位受试者在执行各种日常活动时的脊椎运动数据。研究发现IMU系统在屈伸和旋转任务中表现出高度一致性,所有任务均显示了估计的脊椎负荷有着良好的相关性。这项创新性研究证实,无论是在静态还是动态评估中,该系统在预测脊椎负荷方面具有高度一致性,特别是在屈伸和携带重量行走时。还表明IMU系统在评估脊椎负荷方面扮演着重要角色,并有望成为一种便捷、低成本的评估工具。六轴惯性传感器校验标准IMU传感器的抗干扰能力如何?
在体育技术领域,IMU(惯性测量单元)技术正以前所未有的方式重塑足球比赛。AdidasFussballliebeFinale足球,作为较早在欧洲锦标赛中采用公司“连接球技术”的官方比赛用球,展示了IMU技术在现代足球中的应用。以下是这款球背后的工程技术介绍。在一场激烈的赛事中,裁判站在场边的VAR电视旁,屏幕上播放的是某位球员的传中球打在对方球员身上的回放。而在屏幕下方,有一个类似声波图的动画,显示了两个明显的峰值。这个波形实际上记录了两次碰撞——一次来自传球球员的脚,另一次来自防守球员的手。裁判指向点球点,一名进攻球员一脚破门。这一决定性的——同时也是颇具争议的——点球判决,部分归功于AdidasFussballliebeFinale足球内部的IMU传感器所提供的冲击数据。这是较早在欧洲锦标赛中使用“连接球技术”的比赛用球。
近期,来自美国的研究者们探索了如何利用惯性测量单元(IMU)和机器学习来准确预测人体关节活动,这在健康监测、外骨骼控制和工作相关肌肉骨骼疾病风险识别等领域具有广阔应用前景。研究小组运用随机森林算法,分析了不同数量和位置的IMU对预测踝、膝、髋关节角度的影响。为了验证IMU置于邻近身体部位会提高预测准确性,实验设置了非邻近的IMU对照组,结果证实使用关节角度信息就可获得比较好预测效果。这表明未来关节角度的预测主要依赖于其历史角度值,对于多种简单运动而言,这是实用且高效的输入信号。此研究表明,机器学习预测关节角度并不一定需要更多的IMU传感器。单一或少数几个精心布置的IMU就能提供准确的预测,这对于康复训练、穿戴式外骨骼控制等实际应用场景意义重大,减少了传感器的数量不仅简化了设备的使用,也保持了预测的准确性。导航传感器是否能与其他传感器集成?
惯性测量单元(IMU)是航天器(如卫星和运载火箭)的基本部件,通常包含几个复杂的惯性传感器,如陀螺仪和加速度计。IMU不仅可以测量三轴角速度和加速度,在各种复杂环境条件下自主建立航天器的方位和姿态参考。此外,IMU为航天器提供姿态和位置信息,在机载控制器的反馈方面发挥关键作用。因此,IMU工作状态对航天器安全至关重要。为监测IMU的工作状态并增强其稳定性,研究人员提出了几种故障诊断方法。目前,常见的故障诊断方法是将轨航天器的IMU数据传输到地面遥测中心进行分析。通过人工提取故障特征并对故障模式进行分类。这在很大程度上依赖于丰富知识和经验,使得这项工作非常耗时,且花费大量的劳力成本。随着遥测数据量的快速增长,基于传统的机器学习方法(如决策树、支持向量机(SVM)和贝叶斯分类器等)的故障分类法显示出其局限性及诊断准确性不足的特点。因此,如何提高海量数据的诊断精度和效率迫在眉睫。IMU传感器可以通过螺丝固定、粘贴或嵌入到设备中,具体安装方式取决于应用需求和设备设计。传感器厂家
许多IMU传感器支持实时数据传输,可以通过无线或有线方式将数据发送到处理单元。天津国产传感器
在智能家居领域,IMU 是环境的 “隐形管家”。它通过感知人体动作和环境变化,实现设备的智能联动。例如,用户挥动手势即可控制灯光亮度、空调温度或窗帘开合;当夜间起床时,IMU 检测到人体下床的动作,会自动开启低照度地脚灯,避免强光刺激,同时联动门锁解除静音模式。IMU 还能监测家居安全,如检测窗户异常震动预警,或通过人体姿态识别判断老人是否跌倒;针对独居老人,系统在检测到跌倒信号后,会立即拨打紧急联络人并播报语音指引自救。此外,IMU 与环境传感器融合,可自动调节室内湿度、通风和照明,打造个性化舒适空间;比如根据用户日常作息,在清晨自动打开窗帘引入自然光,午休时调整空调至静音节能模式,实现 “无感化” 的生活场景适配。天津国产传感器
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