未来训练中的“私人教练”TESLASUIT

你是否苦于在日常锻炼中没有专业教练指导所遇到伤病风险？亦或是由于动作不到位或不正确导致训练效果低下？触觉技术的应用将让你的训练体验更上一层楼。

生物力学领域是一个快速发展的研究领域，有助于彻底改变我们对人体的理解与治疗方式。生物力学的核心是研究身体的运动系统，如骨骼、肌肉、肌腱和韧带等，如何协同工作以支持运动状态的维持。

通过详细的分析和实验，生物机械研究人员正在努力揭示人体力学的新见解，并为各种疾病开发创新的治疗方法。

本质和方法论

达姆施塔特大学是德国领先的研究机构之一，“使用Teslasuit识别全身运动中的错误动作”，研究是在达姆施塔特大学进行的，由来自计算机科学系和体育科学系的一组研究人员负责。

这项研究的目的是评估TESLASUIT技术在向用户提供实时触觉反馈和改善他们的训练方面的作用。TESLASUIT是一款全身触觉套装，能够识别、跟踪和分析用户的全身运动（图一），同时通过经皮电神经刺激提供实时触觉反馈。此外，通过控制脉冲宽度、振幅和频率，TESLASUIT可以再现各种各样的感觉。

（图一）位于TESLASUIT上的惯性测量单元(蓝点)

为了探索触觉技术在改善健身和康复方面的有效性，研究人员开发了他们自己的Unity应用程序（图2），以建立一个数据库来训练和支持向量机和概率运动模型，以检测运动中的错误动作并进行运动评估（图3）。

（图二）用户界面，用于收集传感器数据

该研究涉及15名志愿者（12名男性和3名女性，年龄为22-38岁，身高176-194 cm，中等体型，每周平均锻炼4.7小时）。在实验过程中，受试者被要求进行一些连续性练习，包括深蹲、直线弓步和俯卧撑，在执行每个动作之间训练者有1或2秒的休息时间。

监督研究的专家选择了一些完美的训练测试样本来帮助创建IMU或关节的概率模型。反过来，“错误的”样本（其中一些是故意选择的）也被用于机器学习模型进行额外训练，并被用来评估如何有效地检测错误动作。

（图3）运动评估流程图

在确定了特定关节和轴的运动误差后，研究人员计算了用于纠正运动的触觉反馈的位置和强度。

研究结果

当受试者分别休息1秒或2秒时，研究人员可以以86.38%的平均准确度预测练习，并能够精确地切分96.98%或99.39%的重复动作。最重要的是，对运动评估的评价表明，该团队利用他们的概率模型和TESLASUIT，成功地揭示了多个在运动训练中出现的重大错误，并在TENS技术的帮助下向用户提供了适当的反馈。

研究人员承认，此项研究还有很大的改进空间，比如说，让更多的受试者和专家参与进来，建立更有效、更精确的模型来识别哪怕是很小的错误。但此次项目的成功已经证明TESLASUIT在运动研究中的潜力真的很大。

此次的研究还表明，TESLASUIT对于健身与康复训练的潜力与帮助非常大，触觉技术的民用化普及能够让人们更容易的使用到这项技术，尤其是对于那些没有私人教练或康复专家陪伴的人。

学术项目

随着不断开发和改进的触觉技术，达姆施塔特大学项目组也正在鼓励有兴趣的人们加入到该学术项目中来，一起塑造面向未来的体育训练与康复治疗流程。

通过与研究人员和用户合作，TESLASUIT的潜力将被进一步发掘，并对体育训练和改善身体健康产生积极影响。