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- 讓橄欖球選手“無(wú)話可說(shuō)”的微型傳感器究竟什么樣?
- 來(lái)源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2010/8/13
照片上是一個(gè)形狀象豆子一樣的物體。該物體在橄欖球比賽中放入橄欖球選手的短褲中使用。配備的位置位于肚臍下方。雖然照片上的尺寸與實(shí)際大小基本相同,非常小,但無(wú)論是體形多么魁梧的橄欖球選手,該物品都可讓其“無(wú)話可說(shuō)”。知道這是什么東西嗎?
其實(shí)這是專(zhuān)門(mén)為橄欖球比賽而開(kāi)發(fā)的傳感器,其名稱(chēng)就叫“Rugby Sensor”。比賽時(shí)讓15名選手佩戴的話,就會(huì)每隔0.01秒測(cè)量各選手的動(dòng)作,并記錄在Rugby Sensor內(nèi)的閃存中。
之后,只需通過(guò)紅外線通信等提取所記錄的數(shù)據(jù),通過(guò)專(zhuān)用電腦進(jìn)行分析即可。這樣,橄欖球選手在比賽中的狀態(tài)就會(huì)“曝露無(wú)余”。
開(kāi)發(fā)該傳感器的是日本Athlete Sensor公司(總部:東京都府中市)。在該公司的創(chuàng)立者中,有一人曾于1967~2002年期間在東芝和東芝電梯開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)過(guò)與X射線設(shè)備、火力及核能發(fā)電設(shè)施、半導(dǎo)體業(yè)務(wù)相關(guān)的傳感器等。此人從高中時(shí)代就一直打橄欖球,而且還曾經(jīng)是名隊(duì)東芝府中橄欖球隊(duì)關(guān)東一隊(duì)的橄欖球選手。
那么,為了測(cè)量橄欖球選手在比賽中的狀態(tài),Rugby Sensor都配備了哪些傳感器呢?
包括哪些傳感器?
正確答案是1個(gè)三軸加速度傳感器、3個(gè)單軸陀螺儀傳感器以及1個(gè)兩軸方向傳感器。也可以說(shuō),這正是因?yàn)锳thlete Sensor對(duì)橄欖球和傳感器都十分了解才得出的答案。
開(kāi)發(fā)契機(jī)源于2003年在澳大利亞舉行的第五屆橄欖球世界杯。澳大利亞代表隊(duì)“Wallabies”在決賽中敗給了宿敵英格蘭代表隊(duì),因此隊(duì)內(nèi)有人呼吁必須要對(duì)奔跑能力強(qiáng)的選手逐一進(jìn)行分析,仔細(xì)推敲戰(zhàn)略。
當(dāng)時(shí)的手段之一就是對(duì)比賽中拍攝的影像進(jìn)行分析。不過(guò),要想對(duì)所有選手都進(jìn)行分析,就必須使用15部攝像機(jī),“需要投入300萬(wàn)~400萬(wàn)日元的成本”(Athlete Sensor)。因此,相關(guān)人士將開(kāi)發(fā)意向傳達(dá)給了與該橄欖球隊(duì)有交往的Athlete Sensor。
對(duì)方要求的是能夠測(cè)定奔跑距離。不過(guò),橄欖球比賽中“對(duì)擒抱時(shí)的沖擊度進(jìn)行測(cè)量也很重要”(Athlete Sensor),因此選擇了以加速度傳感器測(cè)定加速度和沖擊度,以方向傳感器測(cè)定沖擊瞬間的移動(dòng)方向的方法。
2004年10月Athlete Sensor開(kāi)發(fā)完成了配備MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))三軸加速度傳感器的首款產(chǎn)品。不過(guò),在多次測(cè)量后并未得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。原因在于人的動(dòng)作存在俯仰或橫擺狀態(tài)。因此Athlete Sensor后來(lái)又配備了對(duì)這些模糊數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的陀螺儀。雖然市場(chǎng)上的陀螺儀既有兩軸產(chǎn)品也有三軸產(chǎn)品,但最后Athlete Sensor采用了三個(gè)具有成本優(yōu)勢(shì)的愛(ài)普生拓優(yōu)科夢(mèng)(Epsontoyocom)制造的單軸陀螺儀,由此獲得相當(dāng)于三軸的效果。
由此制造出的是左上方照片中央的第三款機(jī)型。其難點(diǎn)在于為五個(gè)傳感器供應(yīng)電力的鋰離子充電電池沒(méi)有小型化產(chǎn)品。雖然Athlete Sensor也曾嘗試過(guò)外置筒型及方型電池,但便攜性較差,未獲得用戶的好評(píng)。最后Athlete Sensor在韓國(guó)找到了一種小型紐扣電池,使這一問(wèn)題得到了解決。
最終產(chǎn)品是第五款機(jī)型,于2007年8月開(kāi)發(fā)完成。從2008年2月起開(kāi)始在海外比賽中使用。價(jià)格方面,22個(gè)豆?fàn)顐鞲衅骷由吓溆袑?zhuān)用軟件的電腦時(shí)價(jià)格低于300萬(wàn)日元。
Athlete Sensor表示,雖然其他公司也開(kāi)發(fā)出過(guò)同樣的傳感器,但均未配備加速度傳感器,只通過(guò)GPS(全球定位系統(tǒng))進(jìn)行測(cè)定,因此即使能檢測(cè)到位置也檢測(cè)不了沖擊度!斑@一差異會(huì)在獲取用戶階段產(chǎn)生影響”(Athlete Sensor)。
不過(guò)最終產(chǎn)品仍存在問(wèn)題。目前來(lái)看,數(shù)據(jù)分析還要與比賽影像協(xié)同進(jìn)行,需要選擇諸如“比賽開(kāi)始1分10秒后”等想要截取的瞬間,與數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照。
今后“將力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)初用者也可立即使用的軟件易用性”(Athlete Sensor)。這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了的話,還有望應(yīng)用于其他比賽以及對(duì)康復(fù)中的患者進(jìn)行動(dòng)作檢測(cè)等不同的領(lǐng)域。