Was sind die Vorteile von integrierten IMUs am Fuß montiert? Präzisions-Biomechanik für die Schuhforschung und -entwicklung freischalten

Der Hauptvorteil von am Fuß montierten integrierten Inertial Measurement Units (IMUs) ist ihre Fähigkeit, Daten direkt am Kontaktpunkt zu erfassen. Im Gegensatz zu herkömmlichen, am Rumpf montierten GPS-Systemen, die allgemeine Körperbewegungen messen, bieten am Fuß montierte Sensoren eine überlegene Empfindlichkeit für die spezifischen Interaktionen zwischen dem Athleten, dem Schuhwerk und dem Ball. Dies ermöglicht die präzise Quantifizierung von Mikrobewegungen, Aufprallhaltungen und Abwurfgeschwindigkeiten, die bei der Überwachung mit Westen sonst verloren gehen.

Kern Erkenntnis: Während westenbasierte Systeme effektiv zur Verfolgung des gesamten physischen Volumens sind, dienen sie als Ersatzmaß für technische Aktionen. Am Fuß montierte IMUs schließen diese Lücke, indem sie Kräfte und Mechaniken an der Quelle messen, was sie für die Schuhforschung und -entwicklung sowie für detaillierte technische Analysen unverzichtbar macht.

Die Physik der Sensor-Nähe

Überlegene Empfindlichkeit an der Quelle

Der physische Standort des Sensors bestimmt die Genauigkeit der Daten. Da am Fuß montierte IMUs direkt am Schuhwerk befestigt sind, erkennen sie unmittelbare Kräfte und Vibrationen, die ein am Rumpf montiertes System nicht spüren kann.

Diese Nähe eliminiert das "Rauschen", das durch die natürlichen Dämpfungseffekte des Körpers entsteht. Ein Sensor am oberen Rücken ist zu weit entfernt, um die subtilen mechanischen Nuancen, die am Fuß auftreten, genau zu erkennen.

Erfassung von Mikrobewegungen

Die Leistung von Athleten hängt stark von kleinen, schnellen Anpassungen ab. Am Fuß montierte IMUs können Mikrobewegungen erfassen, die Millisekunden vor und während einer Aktion auftreten.

Diese subtilen Verschiebungen der Fußposition sind entscheidend für das Verständnis von Agilität und Stabilität, sind aber für eine Standard-GPS-Weste praktisch unsichtbar.

Quantifizierung technischer Metriken

Analyse der Fußhaltung beim Aufprall

Bei Sportarten, die Treten oder spezifische Bodeninteraktionen beinhalten, ist der Winkel des Fußes von größter Bedeutung. Am Fuß montierte Sensoren liefern Daten zur Fußhaltung im genauen Moment des Aufpralls.

Diese Daten helfen Analysten zu verstehen, nicht nur *dass* ein Tritt stattgefunden hat, sondern *wie* er mechanisch ausgeführt wurde.

Messung der Abwurfgeschwindigkeit

Über den Aufprall selbst hinaus messen diese Sensoren die Abwurfgeschwindigkeit des Fußes. Diese Metrik ist unerlässlich für die Berechnung der Leistung und Effizienz bei technischen Bewegungen.

Am Rumpf montierte Systeme können die Geschwindigkeit schätzen, aber sie können die Geschwindigkeit der distalen Extremität während einer schnellen technischen Aktion nicht isolieren.

Anwendungen in Forschung und Entwicklung

Validierung von Obermaterialien für Schuhe

Die von am Fuß montierten IMUs abgeleiteten Daten sind besonders wertvoll für die Prüfung der Leistung von Obermaterialien für Schuhe. Durch die Quantifizierung, wie sich der Fuß bewegt und den Ball trifft, können Ingenieure beurteilen, wie verschiedene Materialien Kontrolle und Leistung beeinflussen.

Überwachung technischer Belastungen

"Belastung" wird oft rein als gelaufene Distanz betrachtet, aber "technische Belastung" bezieht sich auf die Beanspruchung durch Interaktionen (wie Treten). Am Fuß montierte Einheiten ermöglichen die Überwachung dieser technischen Belastungen in realen Szenarien und liefern ein vollständiges Bild der Athletenbelastung.

Verständnis der Kompromisse

Spezifität vs. Globaler Kontext

Es ist wichtig zu erkennen, dass am Fuß montierte IMUs zwar hervorragend für lokale Details geeignet sind, aber nicht dazu bestimmt sind, die Positionsverfolgung von GPS zu ersetzen.

Der Fokus der Daten

Fußsensoren konzentrieren sich auf den Mechanismus der Interaktion. Wenn Ihr Ziel darin besteht, die zurückgelegte Gesamtstrecke oder die taktische Positionierung auf dem Spielfeld zu verfolgen, bleibt die GPS-Weste das Standardwerkzeug. Die am Fuß montierte IMU ist ein spezialisiertes Instrument für biomechanische und technische Genauigkeit, nicht für die allgemeine Volumenverfolgung.

Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen

Um den Wert Ihrer Daten zu maximieren, müssen Sie die Technologie mit Ihrem spezifischen Analyseziel in Einklang bringen.

• Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Makro-Ebene der körperlichen Konditionierung liegt: Verlassen Sie sich auf westenbasierte GPS-Systeme, um die Gesamtstrecke, Durchschnittsgeschwindigkeiten und Heatmaps zu verfolgen.
• Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Schuhforschung und -entwicklung oder der technischen Mechanik liegt: Setzen Sie am Fuß montierte IMUs ein, um Aufprallkräfte, Fußhaltung und Materialinteraktionen zu erfassen.

Wahre Leistungseinblicke ergeben sich aus der Messung der Interaktion dort, wo sie stattfindet, nicht nur dort, wo der Athlet steht.

Zusammenfassungstabelle:

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Referenzen

1. José Augusto Losada-Benitez, José Carlos Barbero Álvarez. Quantifying technical load and physical activity in professional soccer players during pre-season matches with IMU technology. DOI: 10.3389/fphys.2023.1274171

Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von 3515 Wissensdatenbank .

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