▲坐姿監(jiān)測
隨著物聯網產業(yè)的飛速發(fā)展,便攜式醫(yī)療康復設備以及日常健康監(jiān)測設備也有借物聯網發(fā)展的大趨勢,智能手環(huán)、體脂秤等日常健康監(jiān)測設備已經慢慢開始融入人們的日常生活中。隨著互聯網、物聯網、ICT、大數據、人工智能產業(yè)的大力發(fā)展,由于互聯網產業(yè)的性質,越來越多的人開始長時間的在辦公室工作,長此以往引發(fā)的坐姿健康問題也慢慢開始被人們關注。在人體坐姿識別和監(jiān)測領域一直以來都是研究者研究的重點,隨著柔性壓力傳感器的不斷研究和發(fā)展,基于柔性壓力傳感器開發(fā)的智能座墊也被越來越多的被市場應用。
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監(jiān)測坐姿的意義
在《中國制造 2025》出臺的大背景下我國的物聯網產業(yè)發(fā)展方興未艾,智能物聯設備慢慢的開始被人們所關注。隨著 2020 年初國家提出新基建發(fā)展理念,其中大力推動 5G 基站的建設,5G 基站的建設以及 5G 的大力發(fā)展使得物聯網產業(yè)可以突破現有的瓶頸實現進一步的發(fā)展。在物聯網產業(yè)不斷發(fā)展的過程中,屬于物聯網產業(yè)下的智能健康設備也伴隨著科技在不斷的進步,人們在生活中逐漸開始關心自己的基本身體指數,這依賴于智能健康手環(huán)、智能體脂秤等健康監(jiān)測設備的不斷發(fā)展,而這些設備也是越來越受到人們的歡迎和喜愛。在日常生活中人們開始關心自己每天的步數、每天的心跳、睡眠時間、睡眠質量以及體脂率等指標,這些指標與我們的日常生活以及身體健康狀態(tài)息息相關,人們對于在日常生活中的可進行健康監(jiān)測的設備的需求越來越強烈。同時伴隨著 IT、IOT、AIOT、AI 等產業(yè)的大力發(fā)展,從事互聯網行業(yè)的上班族越來越多,越來越多的人每天在辦公室里處于坐姿狀態(tài)下工作,人體坐姿健康也開始慢慢被長時間工作學習的人所關注。近幾年我國青少年的眼睛近視率居高不下,這不僅與科技不斷地發(fā)展,青少年從小接觸手機等電子產品相關,而且由于青少年正是學習階段,長時間坐著學習,坐姿的不規(guī)范對于眼睛的影響也很大;上班族的職業(yè)病發(fā)病率也是逐年上升,隨著“996”問題不斷地被熱議,上班族的工作的強度在不斷地增加,休息的時間不斷的減少,長期坐在辦公室里工作的工作性質使得這些久坐的上班族會產生下背痛等身體健康問題,如果不注意自己的坐姿的話時間久了甚至會造成脊柱側彎等嚴重的問題。處于坐姿狀態(tài)的人其各個身體部位所需要承受的壓力是不一樣的,長時間的坐下會造成人的腰椎間盤的位置產生異常的壓力負荷,這種異常的壓力負荷會導致人體的腰部、脊椎產生不舒適感。在日常生活中長時間駕駛的司機、伏案學習的學生以及現代社會中久坐的上班族都會不同程度的出現該類健康問題。而且有研究表明青春期早期是對人體養(yǎng)成坐姿的關鍵時期,青春期養(yǎng)成的不良坐姿習慣會影響整個成年期的姿勢,造成人體背部疼痛,影響脊柱健康。所以如果有針對青少年的坐姿問題的健康監(jiān)測設備,將會大大改善青少年的坐姿,保證青少年良好坐姿的同時可以緩解中國青少年近視人數過多的問題。很多研究結果也表明了如果在久坐工作者的電腦屏幕上同時顯示當前實時坐姿和本人的正確坐姿的照片,有利于久坐工作者持續(xù)改善坐姿,減少肌肉骨骼疼痛。隨著智能物聯網設備的不斷發(fā)展以及人們的對于生活的要求不斷地提高,人們對于居家的健康監(jiān)測設備和可穿戴的健康監(jiān)測設備的需求越來越高。這些設備不但能夠讓用戶時刻監(jiān)測自己的日常健康指數,還能夠幫助患疾病后的康復者可以得到更有效的恢復。對于人體坐姿識別方法的研究在青少年預防近視和脊柱健康問題、改善成年人坐姿以及坐輪椅的康復者的恢復治療中可以發(fā)揮重要的作用。2
不良坐姿的危害
從人體解剖學的角度進行分析,隨著坐姿狀態(tài)的改變,處于坐姿狀態(tài)下時人的身體各個部位承受到的壓力也會隨之改變,造成臀部、腿部、腰部、頸椎所承受的壓力發(fā)生變化。在處于坐姿狀態(tài)下時,因為人的大腿下面有大量的神經組織而且有主動脈,因此人的大腿其實并不能承受太大的壓力,這部分受到的壓力如果太大,常常會導致我們的腿局部麻木,嚴重的就會對我們的身體健康造成影響;在人體處于坐姿狀態(tài)時,如果坐姿正確,那么人體與座椅表面接觸的壓力分布應當是由坐骨向外壓力漸漸減小。
人體錯誤的坐姿主要有身體前傾式、無后腰支撐的后傾式等。對于許多久坐的上班族來講,骨盆重心前傾、坐骨后移的身體前傾式坐姿是非常舒服的一種姿勢。但是這種坐姿由于人的頭部隨著身體向前傾,脖子需要支撐頭部,長時間會導致頸椎痛、腦袋疼,對于人體的頸椎、脖子會造成較大的健康危害。而且人體上背部因為坐姿的前傾會導致的彎曲度較大,在人的身體處于前傾狀態(tài)下的時候,腰部用力會遠遠大于腹部用力,腰部的肌肉會緊。而這種長時間持續(xù)的腰部發(fā)力,會導致人的腰肌承受的壓力過大,嚴重時導致人體腰部的疼痛。
無后腰支撐的坐姿也就是一種松垮的后傾坐姿,是骨盆后傾,坐骨前移的一種姿態(tài)。在這種腰部懸空的姿態(tài)下,我們的腰部沒有得到應有的力量支撐,韌帶是在一種放松的狀態(tài)下,在這種狀態(tài)時,韌帶就失去了對我們的身體的支撐作用。如果久坐的人長此以往的保持這種狀態(tài),身體的脊柱就易發(fā)生序列變形,我們身體原有的肌肉所使用的力量就會分布不均,時間久了就會使得脊柱發(fā)生生理曲度的變形。最為嚴重的是時間久了會使得腰椎整體退化。
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柔性壓力傳感器
應用于智能座墊
處于坐姿狀態(tài)下時,如果保持正常坐姿座椅表面的壓力分布會符合以下幾個特點,首先臀部坐骨處的壓力應該是最高的,在與座椅邊緣接觸的大腿下表面不應有太大的壓力,整個壓力從坐骨區(qū)域向四周擴散時的壓力是慢慢較小的,人體在正常坐姿狀態(tài)下壓力應當分布均勻并且左右對稱?!硐氲耐炔亢屯尾繅毫δP?br>基于薄膜壓力傳感器的人體坐姿識別方法主要是將薄膜壓力傳感器布置在椅面或者椅背上,通過采集人體的臀部壓力數據或背部壓力數據,對壓力數據進行預處理后通過機器學習、深度學習等算法對人體的不同坐姿進行分類識別。▲終端測試效果圖
座墊壓力傳感器適用于監(jiān)測各種皮膚接觸時所產生的壓力(如屁股著座及身體壓力),目前針對身體按壓力應用的場景較多的是智能座墊,通過慧聞科技的柔性壓力傳感器的檢測可以收集用戶的坐姿信息、是否離座等項目監(jiān)測。座墊感應到坐姿不正確,會自動提示或報警,這是機械矯正,智能感應。座墊壓力傳感器是由上下兩層聚酯薄膜及其復合的材料貼合而成,其壓力點分布及感應范圍均 可根據客戶要求定制。通過柔性陣列壓力傳感器來設計便攜式坐姿實時監(jiān)測及智能提醒系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以根據生物力學、人體工程學規(guī)律,通過鋪設于座椅上的柔性陣列壓力傳感器,采集坐立時臀部和腿部壓力分布數據;通過安裝在所處環(huán)境內的溫濕度、氣體傳感器,實時采集環(huán)境參數。對采集到的壓力分布數據和環(huán)境參數上傳至云端服務器進行分析處理。最終通過終端端口與用戶進行交互,實時提醒用戶及時調整坐姿以保持標準坐姿以及調整環(huán)境參數以保證坐立所處環(huán)境的舒適度。問答
時間
智能座墊中柔性壓力傳感器的工作原理柔性陣列壓力傳感器擁有多個多個獨立感應區(qū), 采用行列相間的矩陣式設計布局,多引線接口,基于壓阻敏感機理和隧道效應理論,在相互接觸表面形成接觸電阻,上層和下層的接觸點即壓力敏感點。在沒有壓力時,其具有穩(wěn)定的初始接觸電阻;在有壓力時,其接觸電阻隨壓力的増加而線性減小,通過檢測其接觸電阻的變化值可以計算出其相對應敏感單元或區(qū)域的壓力值。由于此傳感器厚度非常薄,柔性較好易于彎曲,因此它可以隨身攜帶,可用于日常生活中的各種場合,具有很好的便攜性。排版 | 慧聞科技
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企業(yè)簡介
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公司開發(fā)的多通道氣體傳感陣列芯片及其檢測系統(tǒng)具有功耗低、體積小、靈敏度高、選擇性好、智能化、可集成等諸多優(yōu)點。目前通過集成于智能手機中,使手機具有“嗅覺”功能,可對環(huán)境氣體進行自動識別和定量檢測。目前,公司已經申請發(fā)明專利及軟件著作權九十多項,四十多項已獲得授權。公司接下來在不斷拓展傳感器檢測氣體種類的同時,還將在精準識別、精確檢測上不斷完善,讓微型模塊化的“電子鼻”系統(tǒng)能夠集成到越來越多的智能終端設備中,積極拓展在人工嗅覺領域的應用。公司的使命是“智慧感知、健康生活”,為客戶和社會持續(xù)創(chuàng)造最大價值。公司內部樹立了“專業(yè)致精,管理規(guī)范,服務至誠,追求卓越”的質量方針和“環(huán)保優(yōu)先、安全第一、質量至上、以人為本”的質量健康安全環(huán)保的理念。
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