Oyuncularda Kas Fatigue tespit etmek için Piezoelektrik Sensörleri'nde ilerlemeler
Table of Contents
Fatigue bir atletin sürekli geri dönüşüdür. kas yorgunluğu iyi bir egzersizi işaret ederken, kontrol edilemez yorgunluk tespit eder veya yaralanma riski artar ve performans plastiği. Antrenörler ve spor bilim adamları, sürekli olarak kas yorgunluğunu ölçmek için uzun zamandır gerekli olan uzun zamandır. Geleneksel yaklaşımlar - özneden kas hastalıkları, mikroelektronikleri, en iyi şekilde takip eder ve bu aktivite cihazlarını pratik olarak gözden geçirirler - bu tür pratik bilgileri kullanarak, zihinsel performans için sürekli olarak gerekli olan anlık görüntüler.
Piezoelektrik Sensörleri Nedir?
Piezoelektrik sensörleri pastazoelektrik etkisini kullanır: Bazı malzemeler mekanik strese maruz kaldığı zaman elektrikli bir şarj yaratır. Bir kas karnağında, bu sensörler kas sözleşmelerinin orantılı elektrik sinyallerine neden olan dakika mekanik deformasyonları dönüştürür.
En yaygın kullanılan pastazoelektrik malzemeleri giyilebilir sensörlerde, iskelet kaslarının optiksel titreşimlerini tespit etmek için idealdir. PZT, uzun süreli aşınma için daha rahat sunar.Son araştırmalarda, seramiklerin esnekliğini bir araya getiren düşük frekanslı filmler için idealdir.
Yüzey elektromiyografisi (EMG) ile kıyaslanmak - kas elektrik aktivitesini izlemek için altın standart - jeli olmayan sensörler de doğal olarak yüksek frekanslı gürültüyü gerektirir ve hareket eden analizler için daha temiz bir elektrot yerleştirme sağlar.
Son Teknolojik Gelişmeler
Miniaturizasyon ve Wearability
Erken pastazoelektrik transdüserleri, bir yama, bir grup veya baskı kıyafetlerine dokunmak için sıkıca monte edildi. Araştırmacılar, PZT filmlerini birkaç mikrometre kadar incelerken, deride ince değişiklikler tespit eden esnek yüzeylerde yapılandırdılar. Bu sensörler bir grup veya baskı kıyafetlerine dokunur.
Bir notalı gelişme, kas sözleşmeleri tarafından bilgilendirilmiş bir gerilimdir ve yorgunluk sinyalinin kendisi olarak hizmet eder ve bataryalara ihtiyacı ortadan kaldırır ve gerçekten sürekli olarak bakımsız izleme sağlar.
Kablosuz Bağımlılığı ve Gerçek Zamanlı Veri
Git sporculardan dizüstü bilgisayara kadar uzanan günlerdir. Modern pastazoelektrik sensörü sistemleri Bluetooth Low Energy'yi (lt) veya yakın saha iletişim (NFC) bir kas aktivite verilerini gerçek zamanlı olarak bir akıllı veya tablete yönlendiren uyarıları görebilir. Antrenörler, eğitmenler veya tıbbi personel canlı kas aktivasyon eğrilerini görebilir, bir atlet algoritmaları hesaplayabilir ve bir kas bozulmasına yol açarken uyarıları alabilir.
Kablosuz kapasite aynı zamanda multi-channel kurulumlarını sağlar: farklı kas gruplarına yerleştirilen birkaç sensör (örneğin, dörtlü, hamstrings, gastrocnemius) aynı anda takip edilebilir. Bu uzaysal bilgi, kas dengesizliği ve komplike edici kalıpları tespit eder. Bazı ticari sistemler video analizi yazılımı ile senkronize etmek için bile kas yorgunluğu verileri tekrarlamak için.
Hassasiyet ve Malzeme Yeniliği
Pastatik kondüktör katlarının geliştirilmesi, daha az mekanik deformasyonun daha güçlü bir elektrik sinyalini tespit etmek için özellikle önemlidir.Felseler PZT'yi kas sertliği gibi elementlerle ince ve kolayca kaçırılır.
Başka bir yenilik, göz ardı edilebilir pastazoelektrik filmlerinin kullanımıdır. Kontrollü porosityun tanıtımı malzemenin yoğunluğunu azaltır ve düşük frekanslı vibrasyonlara olan duyarlılığı artırır. Araştırmacılar, göz ardı edilebilir PVDF sensörlerinin kas resonance frekansında 0.1 Hz olarak değişebilirlerini gösterdiler, atlet bunu hissetmeden önce yorgunluk tespitini sağlar.
Durability ve Çevre Dayanıklılığı
Sert koşullarda sporcular: ter, yağmur, mud, tekrarlanan etkiler ve sıcaklık aşırılıkları kırılgan, genellikle birkaç seanstan sonra kutuplaşmayı ortadan kaldırmak veya kaybetmekten sonra, silikon veya poliurethane kaplamalarında, esnekliği korumakta olan nem ve mekanik şoktan korunmak için yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş
Durability testleri artık modern pastazoelektrik yamalarının önemli sinyal bozulması olmadan binlerce flexion döngüsüne dayanabileceğini gösteriyor, onları futbol veya ragbi gibi sporda sezon boyu kullanım için uygun hale getiriyor.
Spor ve Tıp Uygulamaları
Optimizing Athletic Education
Pastanın en acil uygulaması, bir atletin kasının sözleşmeli kuvvet kaybetmesi – sensörin sinyal frekansının daha düşük harmoniklere eklenerek, bir egzersiz sırasındaki sensörleri veya buzağıları, antrenörler, bir atletin kasının sözleşmeli gücü kaybetmeye başladığında tam olarak görebilirler – bir şekilde değişebilir: sprint yoğunluğuna, geri dönüş süresini azaltır veya daha az yorgunluka yol açar.
Bisiklet ve koşu gibi dayanıklılık sporlarında, lazoelektrik insoles, ayak grevi modellerini ve kas vibrasyonunu ölçmek için geliştirilmektedir. yorgunluk arttıkça, stride uzun kısa ve zemin iletişim zamanı artar - her iki sensör tarafından tespit edilebilir.Bu tür geri bildirimler aşırılama yaralanmalarını önler ve pacing stratejilerinin ayarlanmasına olanak sağlar.
Yaralanma Önleme ve Kurtarma
Kas yorgunluk, kontakt olmayan yaralanmalara iyi bilinen bir öncüdür - kıvrımlar, ACL gözyaşları ve kaslar tükendiğinde çok daha muhtemel.Tükleersiz sensörlerin sürekli izlemesi sporculara ve tıbbi personele yaralanmadan önce bir oyuncuyu değiştirmesi için bir engel sağlar. Bazı profesyonel takımlar artık sensör verilerini atlet yönetim sistemleriyle birleştirir, dakikalarda “saf puanları” yaratırlar, yoğunluk ve kurtarma durumu.
Yaralanmalardan gelen rehabilitasyonlar da bu sensörlerin faydalarından yararlanır. Kurtarma sırasında hastalar genellikle gerçek kas kapasitesinin farkında değildir. Piezoelektrik sensörleri kas aktivasyon ve yorgunluk direncinin nice kanıtlarını sağlar, fizyoterapistlerin güvenli bir şekilde ilerlemesine yardımcı olur. Örneğin, bir Achilles onarımı sonrasında, kasların rehabilitasyon egzersizlerinde güç tutmadığı zaman, kasın daha kolay bir harekete kadar geçiş yapması gerekir.
Prosthetics ve Yardımcı Cihazlar
Gelişen bir sınır, prosthetic control ve exoskeletonların kullanımıdır.Bir uzuvda zuhur edici kas aktivitesini tespit ederek, sensörler hareket etmeyi ve prosthetic ortakların sertlik veya güç çıkışını buna göre ayarlamayı öngörür. Fatigue algılaması burada çok önemlidir: kullanıcının biyolojik kaslarını aşırı yüklemesini önler ve cihazı kullanıcı lastikleri olarak uygun şekilde telafi eder.
Diğer Fatigue İzleme Teknolojileri ile Karşılaştırma
Piezoelektrik sensörleri kasabadaki tek oyun değildir. Yüzey EMG, hız ölçerler, güç plakaları ve yakın-infrared spektroskopu (NIRS) tüm farklı pencerelere kas yorgunluğu sunar. Her yöntemin güçlülerini anlamak, doğru aracı seçmek için çok önemlidir - veya bir uygulama için.