حسگری برای نظارت لحظه‌ای بر ورزشکاران

بدمینتون یک بازی سرعتی، دقتی و همراه با حرکات و واکنش‌های سریع است و کسب هر امتیاز در این بازی با مشقت فراوان همراه است و به سرعت و واکنش فوری نیاز دارد.

اکنون پژوهشگران دانشگاه لیولیانگ با ترکیب فناوری‌های پیشرفته و علوم ورزشی ابزاری را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند به بازیکنان بدمینتون کمک کند تا به پتانسیل کامل خود دست یابند.

آنها یک راه حل جدید مبتنی بر سیستم نظارت هوشمند توسعه داده‌اند که یک حسگر پوشیدنی و انعطاف‌پذیر است که می‌تواند بازخوردی در لحظه در مورد عملکرد بازیکن ارائه دهد.

به گفته پژوهشگران، این حسگر یک راه حل مقرون به صرفه و سازگار است که محدودیت‌های سیستم‌های نظارت بر عملکرد فعلی را برطرف می‌کند.

حسگر مبتنی بر تریبوالکتریک

ماهیت پویای ورزش بدمینتون با حرکات پیچیده و ویژگی‌های فیزیکی منعطف تعریف می‌شود که چالش‌های منحصر به فردی را برای تجزیه و تحلیل عملکرد ارائه می‌دهد.

روش‌هایی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند فیلم‌برداری و حسگرهای سفت و سخت، گاهی اوقات در ارائه اطلاعات کامل در مورد وضعیت بازیکن، حرکت پاها، چرخش بازو و قدرت عضلانی مناسب عمل نمی‌کنند.

یون یانگ نویسنده این مطالعه در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: ما تخصص خود را در فناوری حسگر انعطاف پذیر و سیستم‌های ادراک هوشمند در نظارت بر حرکت بدمینتون‌باز برای تجزیه و تحلیل کمّی تکنیک‌های بدمینتون ادغام کردیم تا راهنمایی‌های حرفه‌ای‌تری برای بازیکنان بدمینتون ارائه کنیم.

این حسگرها از ماده خاصی به نام تریبوالکتریک ساخته شده‌اند. هنگامی که دو ماده مختلف روی یکدیگر ساییده می‌شوند، یک حسگر تریبوالکتریک بار الکتریکی حاصل را می‌گیرد. این امر نیاز به منبع تغذیه خارجی را از بین می‌برد. پوشیدن آنها راحت است و می‌توان آنها را در قسمت‌های مختلف بدن قرار داد.

دستیابی به دقت 97.2 درصدی

این تیم یک حسگر قوسی‌شکل منعطف با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی ایجاد کرده است که در یک ماده نرم (الاستومر ترموپلاستیک) محصور شده تا از تداخل خمش و پیچش در حین حرکت جلوگیری کند. این طراحی، راحتی و سفارشی‌سازی را برای ورزشکاران تضمین می‌کند.

این سیستم هوشمند مجهز به کارت کسب اطلاعات چند کاناله و الگوریتم‌های شبکه عصبی پیشرفته است که نظارت مستمر و بازخورد فوری را به ورزشکار ارائه می‌دهد و می تواند به طور دقیق هفت حرکت اساسی بدمینتون مانند سرویس‌های فورهند و بک‌هند و هوک‌ها را تشخیص دهد.

این حسگرها داده‌های مربوط به حرکات ورزشکار از جمله حرکت بازوها، حرکت پاها و وضعیت بدن را ضبط می‌کنند. سپس این اطلاعات توسط الگوریتم‌های پیشرفته برای شناسایی زمینه‌های بهبود مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد که امکان آموزش هدفمند و پیشرفت سریعتر ورزشکار را فراهم می‌کند.

این مطالعه نشان داد که این حسگر موفق به ارائه نتایج با نرخ دقت 97.2 درصد شده است.

کاربردهای بالقوه این فناوری فراتر از ورزش بدمینتون است. طراحی مناسب ورزشی، این حسگر را قادر می‌سازد تا طیف وسیعی از حرکات بدن، از حرکات مچ و انگشتان گرفته تا حرکات مفصلی بزرگتر مانند خم شدن آرنج، شانه و زانو را به دقت ثبت کند.

یانگ می‌گوید: پژوهش ما ایده‌های جدیدی را برای حل مشکلات خم و پیچش‌های مفصلی که حسگرهای سه‌بعدی فعلی با چاپ سه بعدی با آن مواجه هستند، ارائه می‌کند.

این یک راه حل جدید برای نظارت و تجزیه و تحلیل حسگرهای تریبوالکتریک در بازی بدمینتون ارائه می‌دهد و می‌تواند به سایر رشته‌های ورزشی نیز گسترش یابد.

یانگ در بیانیه مطبوعاتی افزود: این حسگر پتانسیل بالایی برای نظارت و تحلیل هوشمند انواع ورزش‌ها در عصر ابرداده‌ها دارد.

این تیم با تکیه بر تحقیقات فعلی خود قصد دارد از فناوری حسگر تریبوالکتریک خود برای پیشرفت در سلامت انسان به ویژه در نظارت و تشخیص شرایط سلامتی بدن استفاده کند.

این یافته‌ها در مجله APL Materials گزارش شده است.