Отражающие маркеры и моделирование человеческого тела служат критически важным мостом между необработанным физическим движением и количественным анализом походки. Размещая маркеры на определенных анатомических ориентирах и отслеживая их с помощью высокоточных инфракрасных камер, исследователи генерируют 3D-координаты, которые позволяют биомеханической модели рассчитать траекторию центра масс (ЦМ) тела. Эти данные ЦМ являются основным входным параметром для расчета энтропии выборки, которая является математическим стандартом для оценки регулярности и стабильности походки человека.
Основная функция этой технологии заключается в преобразовании сложных человеческих движений в точную траекторию центра масс (ЦМ). Этот производный показатель служит «источником истины» для таких алгоритмов, как энтропия выборки, обеспечивая объективное измерение стабильности походки, которое невозможно получить только путем визуального наблюдения.
От физического движения к цифровому абстрагированию
Роль отражающих маркеров
Отражающие маркеры действуют как точный интерфейс между физическим миром и цифровым анализом.
Они стратегически размещаются на ключевых анатомических точках, определенных стандартными антропометрическими моделями.
Высокоточные инфракрасные камеры захвата движения отслеживают эти маркеры для записи их точных трехмерных координат в реальном времени.
Моделирование человеческой системы
Необработанные данные маркеров преобразуются в структурированное представление человеческого тела.
Используя координаты маркеров, программное обеспечение строит многозвенную систему.
Этот процесс абстрагирует сложные, динамичные движения человека в механическую модель, позволяя анализировать силы и взаимодействия между различными сегментами тела.
Получение показателя регулярности
Расчет центра масс (ЦМ)
Основным результатом многозвенной модели является расчет траектории центра масс (ЦМ).
Синтезируя положение туловища и конечностей, система определяет смещение и ускорение центральной точки тела.
Эти данные раскрывают механизмы механической координации, используемые телом для поддержания равновесия и восстановления после нарушений.
Связь с регулярностью походки
Рассчитанная траектория ЦМ служит основным набором данных для энтропии выборки.
Энтропия выборки — это нелинейная мера, используемая для оценки предсказуемости и регулярности временного ряда.
Высокая регулярность траектории ЦМ указывает на стабильную походку, в то время как нерегулярности, количественно определенные энтропией выборки, подчеркивают нестабильность или дисфункцию.
Понимание компромиссов
Сложность против точности
Хотя этот метод обеспечивает высочайшую точность анализа походки, он требует контролируемой среды.
Зависимость от полных наборов маркеров и инфракрасных камер делает этот подход богатым данными, но операционно сложным по сравнению с носимыми датчиками.
Зависимость от точности модели
Качество анализа регулярности строго связано с точностью антропометрической модели.
Если маркеры размещены неправильно или модель тела не соответствует физиологии испытуемого, расчет ЦМ будет ошибочным.
Ошибки в траектории ЦМ напрямую повлияют на оценку энтропии выборки, что потенциально может привести к неверным выводам о стабильности походки.
Правильный выбор для вашей цели
Чтобы эффективно использовать отражающие маркеры и моделирование для анализа походки, учитывайте ваши конкретные аналитические потребности:
- Если ваш основной фокус — оценка общей стабильности: Отдавайте приоритет точности расчета центра масс (ЦМ), поскольку это прямой входной параметр для энтропии выборки.
- Если ваш основной фокус — понимание механических причин: Изучите крутящие моменты в суставах и многозвенную динамику, чтобы увидеть, как конкретные сегменты конечностей способствуют траектории ЦМ.
В конечном счете, ценность этой системы заключается в ее способности преобразовывать видимые движения в невидимые, но количественно измеримые метрики, определяющие стабильность человека.
Сводная таблица:
| Компонент | Роль в анализе | Ключевой результат |
|---|---|---|
| Отражающие маркеры | Интерфейс между физическим движением и цифровым отслеживанием | 3D пространственные координаты |
| Моделирование тела | Преобразует координаты в механическую систему твердых тел | Многосегментная динамика |
| Траектория ЦМ | Синтезирует общее движение тела в одну центральную точку | Данные о смещении стабильности |
| Энтропия выборки | Математический алгоритм, применяемый к данным ЦМ | Количественная оценка регулярности |
Повысьте производительность вашей обуви с 3515
Являясь ведущим производителем крупномасштабного производства, обслуживающим глобальных дистрибьюторов и владельцев брендов, 3515 использует биомеханические знания для разработки превосходной обуви. Наши комплексные производственные возможности охватывают все типы обуви, от наших флагманских защитных ботинок и тактических ботинок до высокопроизводительных тренировочных кроссовок и моделей для официальных мероприятий и повседневной носки.
Мы предоставляем масштаб, точность и технический опыт, необходимые для преобразования требований к стабильности походки в готовые к рынку продукты. Сотрудничайте с нами, чтобы предложить вашим клиентам научно обоснованную обувь.
Свяжитесь с 3515 сегодня, чтобы начать ваш оптовый проект
Ссылки
- Michalina Błażkiewicz, Anna Hadamus. Influence of Perturbation’s Type and Location on Treadmill Gait Regularity. DOI: 10.3390/app14020493
Эта статья также основана на технической информации из 3515 База знаний .