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奥运冠军使用的小型无线传感器

作者:时间:2012-07-27来源:网络收藏

在2004年雅典会和2011年大邱世界田径锦标赛上,室伏广治摘得了链球项目的金牌。他旋转身体投掷链球的动作就像古希腊雕塑一样优美,就像进入了艺术的世界。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/160257.htm

他不仅是世界顶级运动员,还有另一个身份。那就是分析运动员动作以提高技能和防止受伤的“运动生物力学”研究者。他还有一项把自己当成实验对象的研究。那就是训练方法的“听觉反馈法”。目前他正与日本庆应义塾大学研究生院的太田宪(政策与媒体研究科特聘副教授)的研发小组共同进行实验。

听觉反馈法顾名思义就是将运动员身体的运动情况通过外部的声音实时反馈给运动员的方法。室伏等人所从事的链球投掷研究将投掷链球时身体旋转的加速情况转换成声音。放在附近的扬声器随着链球的旋转,即身体旋转的加速,发出“嘣……嘣……”的声音。运动员可以在投掷过程中根据该声音检查加速是否到位等。

体育领域掀起电子革命

在该系统中发挥重要作用的是安装在链球线部分的运动。该能够测量线方向的加速度和旋转方向的角速度。的测量值传输给附近的控制器装置,转换成与测量值相应的声音,由扬声器传播出去。

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图1:利用测量运动员的运动

与室伏等人用于测量的为同款的小型传感器和听觉反馈用控制器装置。均由日本LOGICAL PRODUCT公司开发。

现在,体育界掀起了可谓“电子革命”的变化。室伏的尝试只不过是其中的一个例子。智能手机等便携终端的快速普及已开始为过去一直蒙着神秘面纱的运动员身体动作量化作出贡献。

过去,检测运动员动作的实验大多采用昂贵的大型装置。比如,在身体各部位佩带反射光的标记物以拍摄动作的动作捕捉装置及采用内置的应变仪和压电传感器测量运动时施加在地板上的力的测力板。

现在,能测量加速度、角速度及位置等的带有通信功能的小型运动传感器在该领域即将全面普及。小型传感器的优点是只需戴在身上即可实时捕捉动作。测量场所便可以由特殊的“实验室”改为进行实际训练和比赛的“运动场”。日本庆应义塾大学的太田宪指出:“随着传感器小型化、通信技术发展以及智能手机和平板终端的普及,越来越多的新训练方法得以实现。意义重大”。

与顶级运动员同步,普通体育爱好者之间也在推动体育数字化。最近1年,美国耐克及德国阿迪达斯等知名体育用品厂家正致力于体育用品“数字化”。顶级运动员和体育爱好者正在共同催生“数字体育”新市场。

室伏等人在实验中所采用的运动传感器的开发企业位于福冈市,是已成立18年的日本LOGICAL PRODUCT公司。该公司主要开发无线及传感器相关技术。20多名员工大部分是技术人员。

一直开发桥梁监视用传感器网络技术等的LOGICAL PRODUCT公司涉足体育领域源于一个偶然的机会。那是在2008年。正在寻找具有无线功能的运动传感器的太田宪在展会上发现了该公司的无线模块。该公司正好也在探索该模块的用途,太田宪的一席话“人体运动测量领域有需求”正中该公司的下怀。

LOGICAL PRODUCT代表董事社长y卓则回忆说:“太田跟我说‘想要既便宜又耐摔的小型传感器’。我当时觉得很难实现”。“但又觉得挑战新领域很有意思”(y卓则)。

2009年底制成的首款小型传感器外形尺寸为55mm×40mm×20mm。后来还开发出了体积大约减半至40mm×30mm×20mm的产品。是一款9轴运动传感器,采用了2.4GHz自主协议的无线通信技术,并分别内置了3轴的加速度传感器、角速度传感器及地磁传感器。最新款配备了16bit的A-D转换功能,能够以1k采样/秒的速度测量数据。


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