Sepatu bertenaga AI membuka rahasia sol Anda – Sains Terkini

Para peneliti di Stevens Institute of Technology telah mengembangkan insole pintar bertenaga AI yang secara instan mengubah sepatu apa pun menjadi laboratorium analisis gaya berjalan portabel.

Pekerjaan itu, dilaporkan dalam edisi Januari 2020 Transaksi IEEE pada Sistem Saraf Tiruan dan Rekayasa Rehabilitasi, dapat bermanfaat bagi para peneliti klinis dengan menyediakan cara baru untuk secara tepat mengukur fungsi berjalan pada pasien dengan gangguan gerakan atau cedera muskuloskeletal, di lingkungan tempat tinggal mereka. Teknologi ini juga dapat mengarah pada kemajuan yang signifikan bagi para atlet, dengan membantu mereka meningkatkan teknik lari mereka.


"Dari sudut pandang praktis, itu sangat berharga," kata Damiano Zanotto, penulis utama dan direktur Stevens Wearable Robotic Systems Lab. "Kami sekarang dapat menganalisis secara akurat gaya berjalan seseorang dalam waktu nyata, di lingkungan dunia nyata."

Mengambil satu langkah mungkin tampak sederhana, tetapi menangkap informasi yang dapat dipercaya tentang gaya berjalan seseorang di lingkungan kehidupan nyata tetap menjadi tantangan utama bagi para peneliti. Teknologi analisis gaya berjalan emas, seperti sistem penangkapan gerak berbasis kamera dan pelat gaya, mahal dan hanya dapat digunakan di dalam laboratorium, sehingga mereka menawarkan sedikit wawasan tentang bagaimana orang berjalan-jalan di dunia nyata. Teknologi yang dapat dikenakan yang dapat muncul seperti sepatu pintar, pod, dan sol berpotensi mengatasi keterbatasan ini, tetapi produk yang ada tidak dapat memberikan data gaya berjalan yang akurat.

Dalam pekerjaan mereka, Zanotto dan timnya menunjukkan bahwa sol cerdas mereka dapat memberikan data waktu-nyata tentang panjang, kecepatan, dan kekuatan langkah pemakai dengan akurasi yang lebih baik daripada teknologi yang dipakai di kaki yang ada – dan di sebagian kecil dari biaya peralatan laboratorium tradisional. (Zanotto dan timnya mencari dua paten yang berkaitan dengan SportSole, dan beberapa perusahaan dan waralaba olahraga profesional mengikuti erat pekerjaan tim.)

Teknologi SportSole tim menggunakan akselerometer dan giroskop untuk memantau pergerakan dan orientasinya sendiri di ruang angkasa, dan berbagai sensor gaya untuk mendeteksi tekanan plantar, memungkinkannya menangkap 500 pembacaan per detik – sekitar peningkatan lima kali lipat pada pedometer pintar dan cara berjalan lainnya yang dapat dikenakan -Alat analisis.

Namun, keajaiban yang sebenarnya terjadi di luar sepatu. Sensor gerak yang dapat dikenakan secara inheren berisik. Untuk mengatasi tantangan itu, Zanotto mendidihkan 500 pengukuran per detik ke hanya beberapa fitur utama, kemudian memasukkan hasilnya ke dalam algoritma AI yang mampu mengekstraksi parameter gaya berjalan dengan cepat dalam beberapa poin persentase.

Itu adalah peningkatan besar dari alat analisis gait AI lainnya, yang intensif secara komputasi dan membutuhkan data untuk direkam untuk analisis selanjutnya. Sistem Stevens jauh lebih efisien, memungkinkan untuk dimasukkan ke dalam mikrokontroler yang mampu memberikan analisis gaya berjalan waktu nyata.

Ini juga berfungsi terlepas dari apakah pemakainya berjalan atau berlari, dan menghasilkan hasil yang akurat tanpa memerlukan kalibrasi atau penyesuaian untuk pengguna individu. Pengujian awal menunjukkan SportSole bahkan bekerja dengan anak-anak semuda tiga tahun dan orang tua dengan gangguan vestibular, yang pola kiprahnya sangat berbeda dari orang dewasa yang sehat.

Keakuratan yang konsisten seperti itu mengesankan karena kebanyakan peneliti gaya berjalan menggunakan sensor kelas atas seharga $ 1.000 atau lebih dalam upaya untuk mengurangi kesalahan. Sebaliknya, Zanotto dan timnya menggunakan sensor off-the-shelf seharga sekitar $ 100, mengandalkan AI untuk mengekstrak data yang dapat diandalkan. "Kami mencapai hasil yang sama atau lebih baik dengan biaya yang jauh lebih rendah, dan itu masalah besar dalam hal peningkatan teknologi ini," kata Zanotto.

Untuk saat ini, tim fokus pada pengujian SportSole untuk penggunaan klinis. Monitor gaya berjalan yang tidak mencolok dan dapat dipakai dapat membantu peneliti mengoptimalkan perawatan untuk orang-orang dengan gangguan pergerakan, memungkinkan pemantauan jarak jauh dari populasi yang rentan, atau menawarkan wawasan penting tentang keamanan dan kemanjuran perawatan baru yang dapat memengaruhi gaya berjalan dan keseimbangan.


You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.