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Evaluation and diagnosis of running form by inertial sensors and AI

利用惯性传感器和人工智能对跑步形态进行评估和诊断

基本信息

批准号：
21K11334
负责人：
榎本靖士
金额：
$ 2.58万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ランニングにおける足部に装着した慣性センサー（IMU）データからランニングの評価パラメータを推定するアルゴリズムをAIを用いて開発した。具体的には、IMUデータの角速度データから足の姿勢を同定し、加速度の2回積分値から足の軌跡を推定している。このときに加速度が０になるところで各歩のデータをリセットして、積分のノイズを除去している。これにより接地および離地の時間を推定するばかりではなく、ステップ長を推定することができる。この研究成果はすでに国際誌に掲載されている。すでに地面反力を推定するアルゴリズムも開発しており、ランニングにおけるさまざまな評価パラメータの推定が可能となった。足圧センサーから左右差を評価する指標を算出し、その信頼性と妥当性を検討した。同時に腰と足部にIMUを取り付け、今後はIMUデータのみから左右差を評価する指標を開発する。IMUを用いる長所として、ランニングフォームを長時間にわたって計測できることにある。従来のバイオメカニクス的手法では限界のあったランニング障害との関係も評価できる可能性を確認しており、大きな科学の革新となりつつある。これらのデータおよび研究成果は海外の共同研究者であるオレゴン大学のMike Hahn教授ともディスカッションしており、国際共同研究も加速している。コロナにより制限があったものの、今年度にはようやく渡航して対面による研究も再開することができた。本研究プロジェクトのゴールを設定し、新たな研究計画を立案している。

The first step is to install the first step of the first step of the second step. The angular velocity of IMU data is determined by the same method, and the two-time integral of acceleration is estimated by the same method. The acceleration of each step is zero, and the integral is zero. The time to ground and the time to leave the ground are estimated The results of this research have been published in international journals. It is possible to estimate the ground reaction force by estimating the ground reaction force. The difference between left and right is calculated. At the same time, the IMU is selected from the waist and the foot, and the IMU is selected from the left and the right. The IMU has a long history. In the future, the method of scientific innovation is to confirm the possibility of scientific innovation and to evaluate the relationship between scientific innovation and scientific innovation. The results of this research were accelerated by co-investigators from overseas and by Professor Mike Hahn from the University of Chicago. This year's study will be conducted on the basis of the results of the study. This study was conducted in the setting of a new research project.