在鞋类测试中加入可穿戴心率传感器的主要目的是客观量化穿着者承受的代谢需求。通过监测生理反馈，特别是心率占最大心率的百分比，研究人员可以准确确定在各种强度下穿着特定鞋子行走的体力消耗程度。这些生理数据对于正确解读机械性能至关重要。
心率数据在步态分析中充当关键的控制变量。它使研究人员能够明确区分步态模式的变化是由鞋类干扰神经肌肉控制引起的，还是仅仅由用户体力疲劳引起的。
量化体力消耗
要了解鞋类性能如何，我们必须首先了解它对人体的消耗。心率传感器为机械测试提供了生理学背景。
测量生理反馈
可穿戴传感器提供有关身体对鞋类系统性反应的实时数据。
它们超越了主观的“用力”感觉，提供了关于代谢压力的硬数据点。
通过心率百分比进行标准化
原始心率数字因人而异。
通过将心率分析为用户最大心率的百分比，研究人员创建了一个标准化指标。
这使得对不同测试对象和步行速度的体力消耗水平进行有效比较成为可能。
区分机械性能和疲劳
心率传感器提供的最有价值的见解是诊断步态变异性根本原因的能力。当用户的步态模式变得不稳定时，通常是由于以下两个因素之一。
隔离神经肌肉控制问题
如果用户表现出高步态变异性，但心率保持较低（表明代谢需求低），则问题很可能是机械性的。
这表明鞋类设计本身正在负面影响穿着者的神经肌肉控制。
鞋子可能不稳定或不合脚，迫使身体进行机械补偿而不是代谢补偿。
识别生理疲劳
相反，如果步态变异性与心率飙升同时发生，性能下降很可能是由于疲劳。
心率传感器证实，活动的强度已经使该用户精疲力竭。
在这种情况下，步态力学的变化是体力疲劳的症状，不一定是鞋子结构的缺陷。
理解限制
虽然心率传感器功能强大，但必须在其局限性内进行解释，以避免得出错误结论。
系统性数据与局部数据
心率测量的是系统性压力，而不是局部肌肉负荷。
由于鞋子很重，用户可能会经历腿部强烈的局部肌肉疲劳，但整体心率没有相应飙升。
外部影响
心率对鞋类测试以外的变量很敏感。
咖啡因摄入、睡眠质量和环境温度等因素会升高心率，如果未加以控制，可能会使代谢数据产生偏差。
为您的测试方案做出正确选择
在设计鞋类分析时，请使用心率数据准确地对您的发现进行分类。
- 如果您的主要重点是生物力学稳定性：寻找在心率处于低或中等区域时出现的步态偏差，以识别设计缺陷。
- 如果您的主要重点是代谢效率：寻找能让用户以较低的最大心率百分比保持设定步行速度的鞋类。
通过将代谢成本与机械运动相关联，您可以将原始数据转化为关于鞋类性能的清晰叙述。
总结表：
| 指标类型 | 捕获的数据 | 在鞋类测试中的目的 |
|---|---|---|
| 代谢需求 | HR 占最大值的百分比 | 标准化不同受试者和速度下的体力消耗水平。 |
| 神经肌肉控制 | 低 HR + 高步态变异性 | 识别鞋子的机械设计缺陷或不稳定性。 |
| 生理疲劳 | 高 HR + 高步态变异性 | 确认性能下降是由于疲劳，而不是鞋子设计。 |
| 系统性压力 | 实时心率 | 提供客观的生理学背景，以补充机械数据。 |
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参考文献
- Johnny Padulo, Fabio Esposito. Gait Variability at Different Walking Speeds. DOI: 10.3390/jfmk8040158
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
