سامانة پوشیدنی اندازه‌گیری حرکت انسان

نوع مقاله: یادداشت کوتاه پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، آزمایشگاه پژوهشی عصبی اسکلت عضلانی و تکنولوژی پوشیدنی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف

2 استاد، آزمایشگاه اوتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشکده فنی، دانشگاه تهران

3 استاد مدعو، آزمایشگاه پژوهشی عصبی اسکلت عضلانی و تکنولوژی پوشیدنی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف

10.22041/ijbme.2014.13284

چکیده

سیستم‌های اندازه‌گیری پوشیدنی تأثیر بسزایی بر بیومکانیک حرکت انسان دارند. این سیستم‌ها قادرند بر حرکات انسان در هنگام فعالیت‌های روزانه نظارت کرده؛ برای بدست آوردن پارامترهای مهم سینماتیک این حرکات را تحلیل کنند. در دهة اخیر محققان برای ساخت سیستم‌های پوشیدنی اندازه‌گیری حرکت انسان از حسگرهای اینرسی کمک گرفته‌اند. در این مقاله سیستم اندازه‌گیری حرکت انسان (SHARIF-HMIS) طراحی و ساخته شده است. این سیستم شامل حسگرهای اینرسی، لباس قابل کشش و واحد ذخیرة اطلاعات است. در این سیستم حسگرها و واحد ذخیرة اطلاعات بر بدن نصب شده؛ قادر خواهد بود اطلاعات حرکتی انسان را در محیط‌های خانگی و یا صنعتی ذخیره و تحلیل کند. از مهمترین ویژگی‌های این سیستم، قیمت ارزان، وزن کم آن، قابل پوشیدن بودن و زمان طولانی ذخیرة اطلاعات (حدود 8 ساعت) هستند. همچنین نرم‌افزاری مخصوص این سیستم طراحی شده است تا از طریق آن اطلاعات حسگرها در رایانه دریافت، ذخیره و تحلیل شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Wearable Human Movement Instrumentation System

نویسندگان [English]

  • Mohammad Iman Mokhlespour Esfahani 1
  • Omid Zobeiri 1
  • Ali Akbari 1
  • Behzad Moshiri 2
  • Mohammad Parnianpour 3
1 M.Sc., Laboratory of Wearable Technologies and Neuromusculoskeletal Research, School of Mechanical Eng., Sharif University of Technology
2 Professor, Industrial Automation & Intelligent Information Processing Lab, School of Elec. & Comp. Engineering, University of Tehran
3 Adjunct Professor, Laboratory of Wearable Technology and Neuromusculoskeletal Research, School of Mechanical Eng., Sharif University of Technology
چکیده [English]

Wearable measuring system has major effects onbiomechanics of human movements especially in daily activitiesin order to monitor and analyze the human movements to achievethe most important kinematics parameters. In the recent decade,inertial sensors were utilized by researchers in order todeveloping wearable system for instrumentation of humanmovements. In this study, Sharif-Human MovementInstrumentation System (SHARIF-HMIS) was designed andmanufactured. The system consists of inertial measurement units(IMUs), stretchable clothing and data logger. The IMU sensorsare installed on the human body. The system can be used at homeand also industrial environments. The main features of thissystem are: low cost, low weight, saving data for ten hours andbeing wearable. Furthermore, the software was designed for data acquisition of the IMUs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wearable system
  • measurement system
  • Data Fusion
  • inertial sensor
  • human movement

[1]     Davatchi F., et al., The Prevalence of musculoskeletal complaints in a rural area in Iran: a Who-ILAR COPCORD study (stage 1, rural study) in Iran; Clin Rheumatol, 2009; 28: 1267– 1274, DOI 10.1007/s10067-009-1234-8.

[2]     Davatchi F., et al., Who-ILAR COPCORD Study (stage 1, Urban study) in Iran; J Rheumatol, 2008; 35: 1384–1390.

[3]     Dagenais S., et al., A systematic review of low back pain cost of illness studies in the United States and Internationally; Spine J., 2008; 8(1): 8- 20.

[4]     Godfrey A., et. Al., Direct measurement of human movement by accelerometry; Medical Engineering & Physics, 2008; 30: 1364–1386.

[5]     Wong W.Y., Wong M.S., Ho Lo K., Clinical applications of sensors for human posture and movement analysis: A review; Prosthetics and Orthotics International, 2007; 31(1): 62 – 75.

[6]     Mokhlespour M.I., et al., Development of a measuring system forshoulder abduction and adduction; IEEE, ICBME, Isfahan, Iran, 2010

[7]     Patel S., et al., A review of wearable sensors and systems with application in rehabilitation; Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 2012; 9:21.

[8]     Roetenberg D., Luinge H.J., Baten C.T.M., Veltink P.H., Compensation of Magnetic disturbance improves inertial and magnetic sensing of human body segment orientation; IEEE Transaction on Neural systems and Rehabilitation Engineering, 2005; 13(3): 395-405.

[9]     Xsense Company, www.xsense.com

[10] Biosyn System Company, www.biosynsystems.net

[11] Mahony R., et al., Nonlinear Complementary Filters on the Special Orthogonal Group; IEEE transactionson automaticcontrol, 2008; 53(5): 1203-1218.