智能鞋垫通过充当身体与地面之间的直接接口，在人类活动识别（HAR）方面具有决定性优势。 与必须通过手臂运动推断下半身活动的腕戴设备不同，鞋垫在源头捕获真实的步态动力学。这种物理上的近距离显著提高了数据的准确性，并降低了漏检或误检的发生率。
通过直接测量地面反作用力分布，智能鞋垫绕过了基于手腕的可穿戴设备常见的估计误差，提供了对安全、康复和精确监测至关重要的客观数据。
接近度的物理学
与承重表面的接口
腕戴设备依赖于间接关联来猜测腿部在做什么。然而，智能鞋垫位于人体承重表面。这使得它们能够在产生和吸收物理力的确切位置记录运动。
捕获真实的步态动力学
由于鞋垫位于运动源头，因此它们能够检测行走和跑步的真实力学。这导致捕获的是真实的步态动力学，而不是源自肢体摆动的近似模式。
测量地面反作用力
智能鞋垫的核心技术优势在于能够测量地面反作用力分布。这种客观的物理数据精确地揭示了重量是如何平衡和转移的，这是腕戴传感器无法直接检测到的指标。
需要精确度的应用
工业安全
在工业环境中，准确性是安全要求，而非奢侈品。智能鞋垫提供高保真数据，可可靠地监测工人运动。较低的误检率确保安全算法仅在实际风险行为发生时触发。
康复评估
从伤病中恢复需要精确跟踪承重能力。鞋垫提供了量化评估康复进展所需的客观物理数据。临床医生可以在不依赖主观观察的情况下监测步态的改善情况。
精确健身监测
对于高级运动训练，了解力量输出至关重要。智能鞋垫能够分析基于生物力学效率的性能指标。这种详细程度支持对训练方案进行精确调整，而这是腕戴设备无法支持的。
理解权衡
专业化与通用化
虽然鞋垫在承重分析方面表现优异，但它们是专业化工具。它们的主要价值在于测量脚部的力。它们不太适合跟踪不涉及显著地面交互或下半身运动的活动。
为您的目标做出正确选择
要为您的 HAR 应用选择正确的硬件，请考虑您所需数据的具体性质。
- 如果您的主要重点是高保真步态分析： 优先选择智能鞋垫，以捕获腕戴设备无法测量的真实地面反作用力。
- 如果您的主要重点是工业安全： 选择鞋垫以最大限度地减少活动识别算法中的误报和漏报率。
- 如果您的主要重点是康复： 依靠鞋垫生成客观的承重数据，以跟踪身体康复进展。
选择测量运动源头的传感器，而不仅仅是它的回声。
摘要表：
| 特征 | 智能鞋垫 | 腕戴设备 |
|---|---|---|
| 数据源 | 直接地面交互 | 间接肢体运动 |
| 主要指标 | 地面反作用力 (GRF) | 加速度和心率 |
| 步态准确性 | 高（真实动力学） | 中等（推断模式） |
| 误检 | 低（直接接触） | 较高（手臂摆动噪声） |
| 关键用例 | 康复与工业安全 | 通用健身追踪 |
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参考文献
- Luigi D’Arco, Huiru Zheng. DeepHAR: a deep feed-forward neural network algorithm for smart insole-based human activity recognition. DOI: 10.1007/s00521-023-08363-w
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
