固定重量负荷系统是军事步态验证的首选标准，因为它直接反映了实际作战的现实情况。在军事环境中，标准装备——如武器、弹道防护和通信设备——的质量是恒定的，不会根据士兵的体型而变化。
核心要点：通过使用特定的、静态的负荷（例如 25 公斤或 35 公斤），研究人员可以确保验证测试衡量的是实际任务的体力需求，而不是相对的运动能力指标。这种方法最大限度地提高了生态有效性，并使传感器承受验证耐用性所需的真实、绝对的机械压力。
生态有效性原理
模拟真实世界约束
军事步态验证的主要目标是预测装备和人员在实际战斗场景中的功能表现。
在这些场景中，步枪或战术背心的重量是不可改变的。
使用固定重量可以确保测试环境复制这一约束，而不是人为地减轻较小受试者的负荷。
非比例负担
基于体重的百分比负荷（例如，体重 30%）假设目标是使所有参与者的体力消耗均等。
然而，军事后勤是非比例的。一名 60 公斤的士兵和一名 100 公斤的士兵携带的标准背包重量是相同的。
固定重量测试承认机械负担是绝对的，而不是相对的。
硬件耐用性和测量稳定性
极端压力下的测试
用于军事步态分析的传感器必须能够承受超出典型临床环境的严苛考验。
固定重量系统会对传感硬件施加极端、非比例的机械压力。
这确保传感器能够根据其在实际使用中预期的最大受力进行验证，而不是根据用户而变化的受力。
确保测量稳定性
为了验证传感器是否适用于实际使用，它必须在重负荷下表现出稳定性。
如果负荷因受试者而异，传感器上的应力也会变化，从而在耐用性数据中引入噪声。
固定负荷提供了一个恒定的控制变量，确保任何数据中的故障或偏差是由于传感器的限制，而不是由于压力不足。
理解权衡
生理负荷的可变性
虽然固定重量对于设备和传感器验证来说更优越，但它会引入人类表现的高度可变性。
对于一名体型较大的士兵来说，35 公斤的负荷可能占其体重的 30%，但对于一名体型较小的士兵来说，可能超过 50%。
这意味着体型较小的参与者可能会更快地感到疲劳，从而比体型较大的参与者更早地改变其步态力学。
安全因素
由于负荷没有根据个人能力进行缩放，因此对于较轻的参与者来说，测试期间受伤的风险可能会更高。
研究人员必须严格监测生物力学，以确保“实际”负荷在验证过程中不会对人体受试者造成急性损伤。
为您的验证方案做出正确选择
为了有效地应用此方法，请确保您的测试方案符合您的具体目标。
- 如果您的主要重点是设备验证：使用固定重量（例如 25 公斤）来证明您的传感器能够承受标准装备的绝对机械压力。
- 如果您的主要重点是作战模拟：使用固定重量来保持高生态有效性，确保数据反映了携带强制性装备的真实“成本”。
使用固定重量进行验证可确保您的数据反映实际的严酷现实，而不是实验室的受控舒适。
总结表：
| 特征 | 固定重量负荷系统 | 基于体重百分比的负荷 |
|---|---|---|
| 真实世界现实性 | 高（反映标准装备） | 低（根据体型人为缩放） |
| 机械压力 | 绝对且恒定 | 可变且因受试者而异 |
| 主要目标 | 设备和传感器耐用性 | 个人生理消耗 |
| 硬件稳定性 | 提供恒定的控制变量 | 在耐用性数据中引入噪声 |
| 应用 | 作战模拟和验证 | 临床和运动研究 |
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参考文献
- Pui Wah Kong, Cheryl Lim. Validation of In-Shoe Force Sensors during Loaded Walking in Military Personnel. DOI: 10.3390/s23146465
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
