МЭМС и спорт

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июнь 2012

R. Colin Johnson

Electronic Engineering Times

Сделав возможным создание множества продуктов, позволяющих атлетам анализировать и улучшать свои результаты, микроэлектромеханические системы (МЭМС) несут революционные изменения в спорт, фитнес и медицину.

МЭМС в корне преобразили классические шагомеры, превратив простые счетчики в сложные устройства, имеющие средства беспроводной связи с приложениями смартфонов, разработанными для спортивных тренировок, восстановления после травм и подсчета количества калорий. Теперь в шагомерах второго поколения появились гироскопы для детектирования вращения, а также МЭМС датчики давления, отслеживающие высоту над уровнем моря и частоту сердечных сокращений. Такие дополнения позволяют повысить точность анализа и оценивать уровень физической нагрузки спортсмена.

Компания Motorola Mobility недавно продемонстрировала надеваемое на запястье устройство, в котором используется МЭМС акселерометр производства Freescale. Устройство предназначено для подсчета количества шагов, пройденного расстояния и скорости. Кроме того, встроенный датчик давления отслеживает параметры сердечного ритма. Собранные данные передаются через Bluetooth в смартфон, который, в свою очередь, используя облачный сервис, сохраняет и анализирует информацию, чтобы внести в электронный календарь пользователя рекомендации-напоминания, касающееся его здоровья и фитнесс-программы.

В шагомере высшего класса FuelBand компании Nike для подсчета количества шагов используется акселерометр, цветная линейка светодиодов обеспечивает постоянную обратную связь, а программное обеспечение взаимодействует с приложениями смартфона.

Шагомеры – лишь простейший и исторически первый пример использования МЭМС в спортивном оборудовании. Теперь датчики на основе МЭМС встраиваются в интеллектуальный инвентарь для таких видов спорта, как лыжи, серфинг, стрельба из лука, гребля, гольф, теннис и плавание, а также в защитные средства для контактных видов спорта.

Analog Devices спонсирует разработки голландского исследовательского центра Roessingh по внедрению МЭМС технологий в состязания по гребле и оказывает помощь компании Symbex (Лебанон, США) в оснащении МЭМС датчиками футбольных шлемов. Компания X2Impact (Сиэтл, США) встраивает МЭМС акселерометры и гироскопы в защитные каппы спортсменов для выявления сотрясений головного мозга.

Hillcrest Labs (Роквилл, США) и Movea (Гренобль, Франция) активно помогают создателям приборов мониторинга движения в разработке алгоритмов для спортивных, медицинских и фитнес приложений. К примеру, содержащие акселерометры и гироскопы инерциальные измерительные блоки Movea MotionPods, надеваются на запястье игроков в теннис или гольф и собирают информацию, результаты программной обработки которой используются для назначения режима тренировок и улучшения спортивных результатов. Пловцы используют водонепроницаемые версии Nabaji компании Movea для измерения длины дорожки и времени ее прохождения.

Xsens Technologies (Энсхеде, Нидерланды) встраивает выпускаемые Analog Devices высокопрецизионные акселерометры и гироскопы в инерциальные измерительные системы, отслеживающие движения объекта и отображающие их в форме анимации для создания спецэффектов в кинофильмах. Кроме того, технологии Xsens используются для контроля и анализа движений спортсменов.

Xsens Technologies С помощью акселерометров и гироскопов Xsens Technologies (Энсхеде, Нидерланды) фиксирует движения спортсменов для последующего детального анализа.

Lifecomm Lifecomm (Атланта, США) помогает одиноким пожилым людям чувствовать себя увереннее и безопаснее, предлагая шагомеры с детекторами падения.

X2Impact X2Impact (Сиэтл, США) встраивает МЭМС акселерометры и гироскопы в защитные каппы спортсменов для выявления травм и сотрясений головного мозга.

Valencell У компании Valencell (Роли, США) есть любопытная разработка, позволяющая интегрировать акселерометры непосредственно в наушники.

Tanita Tanita (Арлингтон-Хайтс, США) выпускает основанную на акселерометрах линейку мониторов активности, дополненных датчиками композиции тела для анализа уровня метаболизма.

Polar Electro Polar Electro (Лейк Саксесс, США) предлагает серию носимых на запястье мониторов двигательной активности, выполняющих функции автоматизированных «тренеров», дающих рекомендации во время спортивных занятий и следящих за снижением веса и степенью усталости человека.

Runtastic Компанией Runtastic (Линц, Австрия) создана линейка использующих акселерометры и гироскопы медицинских и фитнес приложений, работающих с любым смартфоном, предназначенных для людей, занимающихся бегом, велоспортом, а также зимними видами спорта.

BodyMedia BodyMedia (Питсбург, США) также использует акселерометры для наблюдения за двигательной активностью, но усовершенствованные алгоритмы обработки дополнительно позволяют вести контроль во время сна.

Motorola Mobility Motorola Mobility недавно продемонстрировала надеваемое на запястье устройство MotoACTV, в котором используется МЭМС акселерометр производства Freescale. Устройство предназначено для подсчета количества шагов, пройденного расстояния и скорости. Кроме того, датчик давления измеряет частоту сердечных сокращений. Данные регистрируются через Bluetooth и обрабатываются в облаке.