近日，新西蘭奧克蘭大學(xué)等機(jī)構(gòu)團(tuán)隊(duì)在《AdvancesinWaterResources》發(fā)文，用搭載慣性測(cè)量單元（IMU）的“智能泥沙顆粒（SSP）”攻克難題。他們?cè)?5米循環(huán)水槽設(shè)固定球形床面，測(cè)試鞍形、顆粒頂部?jī)煞N凹坑構(gòu)型下60毫米顆粒起動(dòng)，采集加速度、角速度等數(shù)據(jù)，還定義“正脈沖加速度（PIA）”分析動(dòng)力特性。結(jié)果顯示，完全淹沒(méi)時(shí)水深對(duì)起動(dòng)閾值幾乎無(wú)影響，凹坑構(gòu)型起決定作用：鞍形構(gòu)型起動(dòng)臨界流速低（平均），旋轉(zhuǎn)沖量強(qiáng)但運(yùn)動(dòng)后快停滯；顆粒頂部構(gòu)型因下游顆粒阻擋，臨界流速高（平均），卻能引發(fā)持久翻滾。研究還發(fā)現(xiàn)凈升力對(duì)起動(dòng)作用強(qiáng)于拖曳力，兩種構(gòu)型水動(dòng)力系數(shù)穩(wěn)定（Cd≈、Cl≈）。該研究率先精度量化凹坑幾何與泥沙起動(dòng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系，為物理基泥沙輸運(yùn)模型提供支撐，對(duì)河道治理、水利設(shè)計(jì)意義重大。團(tuán)隊(duì)表示，未來(lái)將拓展試驗(yàn)條件，貼合自然河流環(huán)境。IMU 與腦電、肌電信號(hào)結(jié)合，能更地解析人體運(yùn)動(dòng)的神經(jīng) - 肌肉機(jī)制。浙江IMU傳感器應(yīng)用

近日，美國(guó)研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了一種創(chuàng)新的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，巧妙結(jié)合了IMU技術(shù)，旨在有效應(yīng)對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸中的數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)中，科研團(tuán)隊(duì)采用IMU傳感器，將其分布在運(yùn)動(dòng)員的身體關(guān)鍵部位，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度和角度變化情況。即使在高達(dá)20%的數(shù)據(jù)丟失率下，IMU傳感器仍能保持較高精度的運(yùn)動(dòng)捕捉。研究結(jié)果顯示，無(wú)論數(shù)據(jù)丟失率如何，尤其是在高數(shù)據(jù)丟失率的情況下，IMU傳感器仍能保持較高的運(yùn)動(dòng)捕捉精度，揭示了數(shù)據(jù)丟失對(duì)運(yùn)動(dòng)捕捉的影響。這也證明IMU在應(yīng)對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)丟失方面扮演著重要角色，有望推動(dòng)運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)向更高精度和魯棒性水平發(fā)展。原裝平衡傳感器選型智能車載導(dǎo)航通過(guò) IMU，在隧道內(nèi)持續(xù)提供導(dǎo)航服務(wù)。

    日本的一支科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一項(xiàng)基于慣性測(cè)量單元（IMU）螺旋軸分析的步態(tài)研究，旨在探索膝骨關(guān)節(jié)（KOA）患者與一般人群的膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)差異，為KOA的早期檢測(cè)提供敏感標(biāo)志物。研究招募了10名KOA患者、11名青年和10名中年受試者，在受試者股骨外側(cè)髁和脛骨結(jié)節(jié)處佩戴IMU傳感器，采集6米行走過(guò)程中的三軸加速度和角速度數(shù)據(jù)（采樣率200Hz），并按步態(tài)周期分為支撐相屈曲、支撐相伸展、擺動(dòng)相屈曲、擺動(dòng)相伸展四個(gè)階段，每秒計(jì)算一次螺旋軸方向。通過(guò)球坐標(biāo)角標(biāo)準(zhǔn)差和比較好擬合平面平均偏差量化螺旋軸變異性，經(jīng)Kruskal-Wallis檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，KOA患者在支撐相的螺旋軸傾斜角（θ?）標(biāo)準(zhǔn)差低于對(duì)照組（相位I：p=；相位II：p=），平面性也更?。ㄏ辔籌：p=；相位II：p=），反映出KOA患者膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)更僵硬、多軸活動(dòng)受限。該研究證實(shí)IMU-based螺旋軸變異性可作為KOA早期診斷的標(biāo)志物，且該檢測(cè)方法便攜、操作簡(jiǎn)便，適用于臨床和社區(qū)篩查場(chǎng)景。

近日，來(lái)自加拿大的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種姿勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)，該系統(tǒng)融合了IMU技術(shù)和無(wú)跡卡爾曼濾波器，旨在研究評(píng)估農(nóng)業(yè)工作者在田間作業(yè)時(shí)的姿勢(shì)，以分析職業(yè)相關(guān)的肌肉骨骼狀態(tài)。科研團(tuán)隊(duì)將IMU傳感器固定到農(nóng)業(yè)工作者佩戴的裝備中，以監(jiān)測(cè)并記錄工作時(shí)軀干、肩部和肘部的動(dòng)態(tài)變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，IMU傳感器能準(zhǔn)確捕捉這些部位在復(fù)雜農(nóng)事活動(dòng)中的動(dòng)態(tài)變化，即使在戶外復(fù)雜的工作環(huán)境中，IMU傳感器也能保持較高的監(jiān)測(cè)精度。研究表明，無(wú)論工作環(huán)境如何，IMU傳感器都能保持較高的監(jiān)測(cè)精度。這也證明IMU傳感器在評(píng)估農(nóng)業(yè)工作者姿勢(shì)方面扮演著重要角色，并有望推動(dòng)職業(yè)監(jiān)測(cè)技術(shù)向更高精度和實(shí)用性水平發(fā)展。多傳感器融合系統(tǒng)中，IMU 與 GNSS 互補(bǔ)增效，在衛(wèi)星信號(hào)遮擋時(shí)仍能維持連續(xù)導(dǎo)航輸出。

    臨床步態(tài)分析中，光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)（OMC）雖為多段足部模型分析的金標(biāo)準(zhǔn)，但存在空間、成本和時(shí)間消耗大的局限，臨床適用性受限?；趹T性測(cè)量單元（IMU）的步態(tài)分析系統(tǒng)雖便捷，卻多將足踝視為單一剛性段，難以滿足臨床對(duì)足部分段運(yùn)動(dòng)分析的需求。近日，德國(guó)慕尼黑大學(xué)醫(yī)學(xué)中心團(tuán)隊(duì)在《Galt&Posture》期刊發(fā)表研究成果，推出一款基于IMU的雙段足部模型，并完成其可靠性測(cè)試。該模型在傳統(tǒng)IMU傳感器布置基礎(chǔ)上，于跟骨后側(cè)新增一枚傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)后足與中足運(yùn)動(dòng)的分開(kāi)分析，通過(guò)UltiumMotion系統(tǒng)采集脛骨/后足、脛骨/前足、后足/前足在步態(tài)周期中的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，并采用統(tǒng)計(jì)參數(shù)映射（SPM）和組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）評(píng)估其評(píng)定者間、評(píng)定者內(nèi)及重測(cè)可靠性。該模型操作簡(jiǎn)便、耗時(shí)短，可在普通診室或野外開(kāi)展，為臨床足踝診斷、療愈效果監(jiān)測(cè)提供了便捷工具。未來(lái)團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步開(kāi)展與OMC系統(tǒng)的對(duì)比研究，完善模型以適配問(wèn)題足型等更多臨床場(chǎng)景。 助聽(tīng)設(shè)備融合 IMU，根據(jù)用戶頭部姿態(tài)調(diào)整聲音指向性。上海AGV傳感器評(píng)測(cè)

工業(yè)級(jí) IMU 耐溫抗振，極端環(huán)境下仍能保持高精度運(yùn)動(dòng)感知。浙江IMU傳感器應(yīng)用

柔性機(jī)械臂因重量輕、功率重量比高，主要用于航空、工業(yè)等領(lǐng)域，但結(jié)構(gòu)柔性使其控制難度大——傳統(tǒng)采用偏微分方程（PDE）建模，計(jì)算復(fù)雜難以實(shí)時(shí)應(yīng)用。近日，研究人員提出用慣性測(cè)量單元（IMU）傳感器網(wǎng)絡(luò)解決這一問(wèn)題：將柔性臂拆分為多個(gè)虛擬剛性段，通過(guò)IMU采集每個(gè)段的加速度與角速度數(shù)據(jù)，結(jié)合互補(bǔ)濾波處理傳感器漂移和噪聲，準(zhǔn)確估算各段姿態(tài)與位置，將柔性臂動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化為易實(shí)時(shí)計(jì)算的普通微分方程（ODE）模型。基于此模型，研究人員設(shè)計(jì)魯棒模型預(yù)測(cè)控制（RSMPC）策略，無(wú)需復(fù)雜PDE計(jì)算即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。實(shí)驗(yàn)用4.5米長(zhǎng)的柔性液壓機(jī)械臂驗(yàn)證：IMU估算的端點(diǎn)位置與激光測(cè)量結(jié)果一致性高，控制效果優(yōu)于PID、PDE等方法，且輸入更平滑。該方法為柔性機(jī)械臂的實(shí)時(shí)控制提供了實(shí)用路徑，未來(lái)可結(jié)合模態(tài)分析減少IMU使用數(shù)量，或適配不同邊界條件，推動(dòng)柔性機(jī)械臂更主要應(yīng)用。浙江IMU傳感器應(yīng)用