在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境之外分析現(xiàn)實(shí)環(huán)境中人體運(yùn)動(dòng)的能力正變得越來越重要。各個(gè)學(xué)科的研究人員，尤其是運(yùn)動(dòng)科學(xué)和生物力學(xué)的研究人員，一直在尋找方法來彌合受控實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與現(xiàn)場運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性之間的差距。這就是?IMU（慣性測量單元）傳感器技術(shù)發(fā)揮作用的地方。Xsens Link 是一種利用可穿戴 IMU 的流行運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，在這方面是一種有價(jià)值的工具。與將運(yùn)動(dòng)限制在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的傳統(tǒng)基于標(biāo)記的系統(tǒng)不同，Xsens Link 使研究人員能夠捕捉現(xiàn)場運(yùn)動(dòng)。這讓人們能夠更全面地了解運(yùn)動(dòng)員在現(xiàn)實(shí)活動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)方式，為運(yùn)動(dòng)科學(xué)和生物力學(xué)研究提供寶貴的見解。

了解跑步運(yùn)動(dòng)學(xué)和慣性動(dòng)作捕捉

跑步是人類的基本運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度、地形和個(gè)人生物力學(xué)等因素，跑步會有無數(shù)變化。分析這些變化對于各種應(yīng)用都至關(guān)重要。例如，運(yùn)動(dòng)科學(xué)家可以使用運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來評估跑步技術(shù)、識別潛在的傷害風(fēng)險(xiǎn)并優(yōu)化訓(xùn)練計(jì)劃。在分析跑步運(yùn)動(dòng)學(xué)時(shí)，基于 IMU 的運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)（如 Xsens Link）因其便攜性、易用性和捕捉現(xiàn)實(shí)環(huán)境中運(yùn)動(dòng)的能力而越來越受歡迎。IMU 是一種小型電子設(shè)備，包含加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)，可以測量佩戴者的加速度、角速度和磁場方向。通過將這些傳感器策略性地放置在不同的身體部位上，Xsens Link 可以估計(jì)各個(gè)部位之間的相對運(yùn)動(dòng)，并在整個(gè)跑步過程中重建 3D 關(guān)節(jié)角度。

探究 Xsens Link 跑步運(yùn)動(dòng)學(xué)的可靠性

因斯布魯克大學(xué)體育科學(xué)系的 Daniel Debertin、Anna Wargel 和 Maurice Mohr最近開展了一項(xiàng)研究，旨在調(diào)查Xsens Link在跑步過程中估計(jì)下肢關(guān)節(jié)角度的可靠性。該研究涉及 17 名業(yè)余跑步者，他們穿著 Xsens Link 套裝在瀝青和木屑路面上完成跑步試驗(yàn)。研究人員評估了日內(nèi)可靠性（比較同一天的跑步情況）和日間可靠性（比較不同天的跑步情況）。

該研究結(jié)果為 Xsens 在跑步運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中的可靠性提供了寶貴的見解。

可靠性：Xsens Link 的優(yōu)勢以及縱向研究的考慮因素

研究表明，在比較同一天的跑步情況時(shí)，Xsens Link 在估計(jì)關(guān)節(jié)角度方面具有良好甚至卓越的可靠性。這表明該系統(tǒng)可以有效捕捉單次跑步過程中跑步技術(shù)的細(xì)微變化。例如，如果研究人員想要研究跑步者如何根據(jù)路面從瀝青變?yōu)槟拘紒碚{(diào)整臀部或膝蓋的屈曲角度，Xsens Link 將是一個(gè)合適的工具。這種捕捉一天內(nèi)變化的能力凸顯了 Xsens Link 在體育科學(xué)中各種應(yīng)用的潛力，例如：

1.評估實(shí)時(shí)反饋干預(yù)的有效性：教練可以使用 Xsens Link 捕獲的數(shù)據(jù)為跑步者提供有關(guān)其跑步姿勢的實(shí)時(shí)反饋。日內(nèi)可靠性使研究人員能夠評估跑步者根據(jù)此反饋調(diào)整跑步姿勢的速度和效率。

2.比較不同跑步訓(xùn)練的效果：研究人員可以使用 Xsens Link 比較各種跑步訓(xùn)練對跑步力學(xué)的影響。捕捉日內(nèi)適應(yīng)的能力確保觀察到的任何關(guān)節(jié)角度變化都可能是由于特定訓(xùn)練而不是隨機(jī)變化造成的。

雖然 Xsens Link 可以跟蹤髖部、膝蓋和踝部等矢狀面角度（屈曲/伸展）隨時(shí)間的變化，以便跟蹤不同日期的角度（縱向研究），但 Xsens Link 套裝可能缺乏可靠性，尤其是對于額狀面運(yùn)動(dòng)。專注于額狀面力學(xué)的研究人員可能需要考慮替代系統(tǒng)或?qū)?Xsens Link 與其他技術(shù)相結(jié)合

表面變化和越野跑應(yīng)用

研究人員還發(fā)現(xiàn)了有關(guān)路面變化的一個(gè)有趣發(fā)現(xiàn)。雖然研究人員預(yù)計(jì)在瀝青路面和木屑路面上運(yùn)行的可靠性會有所不同，但他們觀察到的影響很小。這表明即使在不平坦的地形上，Xsens Link 也能有效捕獲可靠的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。研究人員自己對這一結(jié)果表示驚訝，強(qiáng)調(diào)需要進(jìn)一步研究該系統(tǒng)在越野跑環(huán)境中常見的各種路面上的性能。

這一發(fā)現(xiàn)為越野跑研究打開了大門，帶來了令人興奮的可能性。分析越野跑中的跑步機(jī)制對于了解不平坦地形特有的受傷風(fēng)險(xiǎn)和制定有效的預(yù)防策略至關(guān)重要。傳統(tǒng)的基于標(biāo)記的系統(tǒng)由于范圍有限，不適用于此類環(huán)境。Xsens Link 具有便攜性和在不同表面捕獲可靠數(shù)據(jù)的能力，成為該領(lǐng)域研究人員的寶貴工具。

未來的發(fā)展和考慮

雖然 Xsens Link 為真實(shí)跑步分析提供了顯著的優(yōu)勢，但這項(xiàng)研究也強(qiáng)調(diào)了有待改進(jìn)的地方。研究人員承認(rèn)存在局限性，尤其是額平面關(guān)節(jié)角度（例如踝關(guān)節(jié)外翻/內(nèi)翻）帶來的挑戰(zhàn)。然而，他們也提出了有望解決這些局限性的有希望的進(jìn)步。

重要的是要記住，最佳可靠性不僅取決于技術(shù)本身，還取決于仔細(xì)的傳感器放置和校準(zhǔn)。使用 Xsens Link 的研究人員應(yīng)確保遵循傳感器放置指南和既定的最佳實(shí)踐，以最大限度地減少錯(cuò)誤并最大限度地提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

在選擇系統(tǒng)時(shí)，研究人員應(yīng)考慮可靠性和有效性（準(zhǔn)確性）。最終，運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的選擇取決于研究項(xiàng)目的具體需求。考慮可靠性和有效性可確保研究人員能夠從運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)中得出有意義的結(jié)論。Xsens Link 代表了可穿戴運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)的重大進(jìn)步，使研究人員能夠在實(shí)驗(yàn)室之外分析跑步力學(xué)。了解系統(tǒng)的優(yōu)勢和局限性將使研究人員能夠利用其功能來解鎖有關(guān)跑步表現(xiàn)和傷害預(yù)防策略的寶貴見解。