智能攀岩墙: 采用 HBM 多轴力传感器和 QuantumX 系统

MACLoC 是由都灵和米兰理工大学研究人员和学生组成的研究小组,是多轴力传感器攀岩运动性能分析缩写。项目组与 HBM 一起开发了新型“智能”攀岩墙的原型,并已向欧洲专利局申请了专利。该墙使用了 HBM 多轴力传感器和 QuantumX 数据采集系统,为攀岩者提供接触力和重心的实时信息,以帮助初学者能够快速改进攀岩技术。

 

问题

MACLoC 旨在深入了解攀岩力学,为运动员提供详细的训练进度,效果和技术的反馈。因此需要对攀岩岩点的力进行精确测量。

解决方案

在普通攀岩岩点上安装多轴力传感器。并与 QuantumX 数据采集系统连接,对获取的数据进行实时处理和分析。

结果

在 HBM 帮助下,MACLoC 开发了一个创新性攀岩墙智能分析系统,以帮助攀岩者更快地掌握攀岩技术。

多轴力传感器固定在攀岩墙上

MACLoC 研究小组

测量链

攀岩运动——对身心的挑战

室内攀岩是当今世界流行的运动,是有充分理由的;和大多数运动一样,攀岩结合了体力和力量,包括身体和情感。但是初学者发现掌握正确的技巧非常累。为了正确地掌握攀岩壁上的岩点,正确地转移重量,必须和有经验的教练进行无休止的尝试。

但是,如果攀岩墙本身能对初学者学习过程进行反馈呢?这堵“智能攀岩墙”是都灵和米兰大学 MACLoC 研究小组  阿尔塔·斯科拉·波利特克尼科的的创意。在HBM 和 RGTech 的支持下,研究小组开发了带有多轴传感器 的攀岩墙,能识别接触力并实时计算攀岩者的重心。为此,多轴传感器连接到来自HBM 的QuantumX 数据采集系统 中。

力传感器的作用

每个攀岩岩点上的力传感器可以测量三个空间分量的力,通过对攀岩者施加在四个岩点的力的测量,可以描绘出攀岩者的身体重心的路径,并可分析攀登者的运动效率和正确性。

攀岩者技术改进可通过两种不同方式进行:比较业余和专业运动员的数据了解技术差异,或者单独监测攀登者了解哪些姿势或动作改进了效率。事实显示,不同的攀登者之间具有非常大的差异。

“除了在项目的测试和评估阶段提供的优质服务之外,HBM 产品的多用途性也是我们与HBM 合作的另一个原因。可以为我们提供一个完整的解决方案。”

都灵理工大学机械与航天系Raffaella Sesana 教授谈到,并且 HBM 与 Alta Scuola Politecnica 工程团队之间的伙伴关系已有30多年历史了。

 学习曲线

当观察职业运动员攀岩时,往往给人的印象是,他们没有花费太多力气就完成了攀登过程。这是因为经验丰富的攀岩者会使用较少的力来平衡他们的身体重量,不仅仅是他们的运动能力更强。结果显示,通过智能攀岩墙,仅仅经过几个小时的训练,初学者就能获得很大的进步。

这一奇迹当然不是通过即时力量提高,而是因为改进了协调性和姿态。在训练时,通过测量攀岩者施加在岩点上的力可以描绘出学习曲线,可以预见的是:伴随着进步,攀岩者施加在岩点上的力会逐渐减少,直到某个渐近点。

智能攀岩墙的优势

这两种分析模式的结合可以进行非常有趣的分析:例如比较不同攀岩者的学习曲线,以及和有经验的攀岩者直接的差异,帮助教练员和受训者制定具体的训练计划,在较短的时间内获得更大进步。

智能攀岩墙研制成功后,现已申请专利。

关于 MACLoC

MACLoC  隶属于意大利都灵第12届 A&T 自动化和测试贸易博览会的 Alta Scuola Politecnica 项目。是都灵理工大学 Raffaella Sesana 和 Daniela Maffiodo教授,米兰理工大学 Alessandro Colombo 教授和 8 名学生开发的一种基于智能测量技术的攀岩方法。这项运动之所以被选中不仅是因为攀岩运动越来越受欢迎,另外还包括它的技术复杂性。接触力的测量和重心计算有助于理解攀岩力学,对攀岩技术进行优化并提高训练水平。

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