在實驗室環(huán)境之外分析現(xiàn)實環(huán)境中人體運動的能力正變得越來越重要,。各個學科的研究人員，尤其是運動科學和生物力學的研究人員,，一直在尋找方法來彌合受控實驗室環(huán)境與現(xiàn)場運動復(fù)雜性之間的差距,。這就是?IMU（慣性測量單元）傳感器技術(shù)發(fā)揮作用的地方。Xsens Link 是一種利用可穿戴 IMU 的流行運動捕捉系統(tǒng),，在這方面是一種有價值的工具,。與將運動限制在實驗室環(huán)境中的傳統(tǒng)基于標記的系統(tǒng)不同，Xsens Link 使研究人員能夠捕捉現(xiàn)場運動,。這讓人們能夠更全面地了解運動員在現(xiàn)實活動中的運動方式,，為運動科學和生物力學研究提供寶貴的見解。

了解跑步運動學和慣性動作捕捉

跑步是人類的基本運動,，根據(jù)速度,、地形和個人生物力學等因素，跑步會有無數(shù)變化,。分析這些變化對于各種應(yīng)用都至關(guān)重要,。例如，運動科學家可以使用運動數(shù)據(jù)來評估跑步技術(shù),、識別潛在的傷害風險并優(yōu)化訓(xùn)練計劃,。在分析跑步運動學時，基于 IMU 的運動捕捉系統(tǒng)（如 Xsens Link）因其便攜性,、易用性和捕捉現(xiàn)實環(huán)境中運動的能力而越來越受歡迎,。IMU 是一種小型電子設(shè)備，包含加速度計,、陀螺儀和磁力計,，可以測量佩戴者的加速度、角速度和磁場方向,。通過將這些傳感器策略性地放置在不同的身體部位上,，Xsens Link 可以估計各個部位之間的相對運動，并在整個跑步過程中重建 3D 關(guān)節(jié)角度,。

探究 Xsens Link 跑步運動學的可靠性

因斯布魯克大學體育科學系的 Daniel Debertin,、Anna Wargel 和 Maurice Mohr最近開展了一項研究，旨在調(diào)查Xsens Link在跑步過程中估計下肢關(guān)節(jié)角度的可靠性,。該研究涉及 17 名業(yè)余跑步者,，他們穿著 Xsens Link 套裝在瀝青和木屑路面上完成跑步試驗,。研究人員評估了日內(nèi)可靠性（比較同一天的跑步情況）和日間可靠性（比較不同天的跑步情況）。

該研究結(jié)果為 Xsens 在跑步運動學分析中的可靠性提供了寶貴的見解,。

可靠性：Xsens Link 的優(yōu)勢以及縱向研究的考慮因素

研究表明,，在比較同一天的跑步情況時，Xsens Link 在估計關(guān)節(jié)角度方面具有良好甚至卓越的可靠性,。這表明該系統(tǒng)可以有效捕捉單次跑步過程中跑步技術(shù)的細微變化,。例如，如果研究人員想要研究跑步者如何根據(jù)路面從瀝青變?yōu)槟拘紒碚{(diào)整臀部或膝蓋的屈曲角度,，Xsens Link 將是一個合適的工具,。這種捕捉一天內(nèi)變化的能力凸顯了 Xsens Link 在體育科學中各種應(yīng)用的潛力，例如：

1.評估實時反饋干預(yù)的有效性：教練可以使用 Xsens Link 捕獲的數(shù)據(jù)為跑步者提供有關(guān)其跑步姿勢的實時反饋,。日內(nèi)可靠性使研究人員能夠評估跑步者根據(jù)此反饋調(diào)整跑步姿勢的速度和效率,。

2.比較不同跑步訓(xùn)練的效果：研究人員可以使用 Xsens Link 比較各種跑步訓(xùn)練對跑步力學的影響。捕捉日內(nèi)適應(yīng)的能力確保觀察到的任何關(guān)節(jié)角度變化都可能是由于特定訓(xùn)練而不是隨機變化造成的,。

雖然 Xsens Link 可以跟蹤髖部,、膝蓋和踝部等矢狀面角度（屈曲/伸展）隨時間的變化，以便跟蹤不同日期的角度（縱向研究）,，但 Xsens Link 套裝可能缺乏可靠性,，尤其是對于額狀面運動。專注于額狀面力學的研究人員可能需要考慮替代系統(tǒng)或?qū)?Xsens Link 與其他技術(shù)相結(jié)合

表面變化和越野跑應(yīng)用

研究人員還發(fā)現(xiàn)了有關(guān)路面變化的一個有趣發(fā)現(xiàn),。雖然研究人員預(yù)計在瀝青路面和木屑路面上運行的可靠性會有所不同,，但他們觀察到的影響很小。這表明即使在不平坦的地形上,，Xsens Link 也能有效捕獲可靠的運動數(shù)據(jù),。研究人員自己對這一結(jié)果表示驚訝，強調(diào)需要進一步研究該系統(tǒng)在越野跑環(huán)境中常見的各種路面上的性能,。

這一發(fā)現(xiàn)為越野跑研究打開了大門，帶來了令人興奮的可能性,。分析越野跑中的跑步機制對于了解不平坦地形特有的受傷風險和制定有效的預(yù)防策略至關(guān)重要,。傳統(tǒng)的基于標記的系統(tǒng)由于范圍有限，不適用于此類環(huán)境,。Xsens Link 具有便攜性和在不同表面捕獲可靠數(shù)據(jù)的能力,，成為該領(lǐng)域研究人員的寶貴工具。

未來的發(fā)展和考慮

雖然 Xsens Link 為真實跑步分析提供了顯著的優(yōu)勢,，但這項研究也強調(diào)了有待改進的地方,。研究人員承認存在局限性，尤其是額平面關(guān)節(jié)角度（例如踝關(guān)節(jié)外翻/內(nèi)翻）帶來的挑戰(zhàn),。然而,，他們也提出了有望解決這些局限性的有希望的進步,。

重要的是要記住，最佳可靠性不僅取決于技術(shù)本身,，還取決于仔細的傳感器放置和校準,。使用 Xsens Link 的研究人員應(yīng)確保遵循傳感器放置指南和既定的最佳實踐，以最大限度地減少錯誤并最大限度地提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,。

在選擇系統(tǒng)時,，研究人員應(yīng)考慮可靠性和有效性（準確性）。最終,，運動捕捉系統(tǒng)的選擇取決于研究項目的具體需求,。考慮可靠性和有效性可確保研究人員能夠從運動數(shù)據(jù)中得出有意義的結(jié)論,。Xsens Link 代表了可穿戴運動捕捉技術(shù)的重大進步,，使研究人員能夠在實驗室之外分析跑步力學。了解系統(tǒng)的優(yōu)勢和局限性將使研究人員能夠利用其功能來解鎖有關(guān)跑步表現(xiàn)和傷害預(yù)防策略的寶貴見解,。