吕梁传感器 吕梁学院研究成果：可穿戴传感器帮助运动员取得更好的成绩

吕梁学院研究成果：可穿戴传感器帮助运动员取得更好的成绩

如今的运动员总是在寻找新技术和新设备，以帮助他们更有效地训练。现代教练和体育训练师通过视频和可穿戴传感器使用智能数据监控来帮助提高运动员的身体素质。然而，传统的视频分析和可穿戴传感器技术在全面了解运动员的表现时往往无法发挥作用。

在AIP Publishing出版的APL Materials中，吕梁学院的研究人员为羽毛球运动员开发了一种低成本、灵活且可定制的传感器，克服了目前的监测限制。

羽毛球运动以其众多技术动作以及成功比赛所需的动态速度和精准度而闻名。监控羽毛球运动员的姿势、步法、手臂摆动和肌肉力量受到视频拍摄角度和刚性可穿戴传感器不舒适性的限制。

“我们将柔性传感器技术和智能感知系统的专业技术融入到羽毛球运动监测中，对羽毛球技术进行定量分析，为羽毛球运动员提供更专业的指导。”作者杨云说。

该团队使用摩擦电传感器构建智能监测系统，因为它们易于适应灵活的可穿戴设备。当材料接触并相互滑过时，摩擦电传感器会将电荷从一种材料转移到另一种材料，无需外部电源。

为了最大限度地减少弯曲和扭转过程中的干扰，该团队构建了一个 3D 打印的柔性拱形传感器，并封装在热塑性弹性体中。这种设计使用起来很舒适，并且可以轻松根据运动员的个人情况进行定制。

该传感器的运动友好型结构可响应运动中常见的身体动作，适用于许多活动的身体部位，例如手腕、肘部、肩膀、手指和膝关节，以及腰部和颈部的弯曲点。

该智能羽毛球运动系统由三个3D打印传感器、一块多通道采集卡和神经网络算法组成，该技术设计为运动员提供在线监测和实时反馈，可识别羽毛球比赛中正手发球、反手发球、正手勾手、反手勾手等七种典型动作，识别准确率达97.2%。

杨云说：“我们的研究为解决目前3D打印摩擦电传感器面临的关节弯曲或扭曲大的问题提供了新思路，它为羽毛球摩擦电传感器的监测和分析提供了一种新的解决方案，可以扩展到其他智能体育领域。这对大数据时代的智能体育监测和分析有着巨大的潜力。”

未来团队的工作将继续致力于摩擦电传感器的研究，为人体健康监测和病理诊断提出新的解决方案。

三晋安全行 吕梁民营矿企迎来“智变”

“摄影头就像人的眼睛，监测四周环境，红外传感器如人的鼻子，感知二氧化碳气体浓度，采煤机记忆识别度高，能在指定位置进行割煤……”6月21日，“三晋安全行”采访团来到吕梁，走进山西东江煤业集团有限公司，智能化矿山照进现实。

一改往日“灰头土脸”的印象，该矿区坐落于吕梁市离石区坪头乡，四周青山环绕，道路干净整洁，两侧绿树成荫，洒水车定时进行抑尘，一派现园林式厂区新貌，呈现了煤矿产业高质量发展新成果，走出了一条民营煤矿企业智能化、高效率、安全化发展之路。直奔“云端”，位于集控中心，一个长10米、宽4米的大屏幕格外“吸睛”，实时显示着163名矿下人员的精准定位。260余米深的矿井跃然于屏幕，各个位置一目了然。矿井下每个人都随身配有标识卡，通过4G信号，可实现通信和视频交流。

“矿井现装备一个智能化综采工作面，选用先进的综采设备，智能化控制采煤机具有记忆割煤、变频调速、煤流自平衡等功能。”负责人寇艳如指着屏幕说，“该系统可对采煤机位置及运行方向识别，实现工作面液压支架自动跟机控制、井上下一键启停等功能，真正达到工作面安全、减人、提效。”如何实现预警？面对记者的提问，负责人寇艳如回答：“如发生火灾水灾，灾害预警系统第一时间通知井下工作人员，指导其进行撤离。屏幕会显示受灾区域人员分布及环境信息，对事故影响程度进行预判。”目前的智能化综合管控平台，集各子系统、视频监控、人员定位、安全监控、产量监控等于一体，实现资源共享，数据深入挖掘、分析处理以及关联业务数据的综合评估，系统可自动巡检，提升了故障处理的准确性和时限性，确保了设备安全运行，从而达到“监、管、控一体化”。走进洗煤厂车间，“黑黝黝”的煤矸石，通过隆隆作响的皮带直接运输至干湿仓，避免大面积暴露在空气，环保又高效。各作业线正在有序开展，工作人员热火朝天地忙生产。矿长李文革说，为健全安全管理机构及管理制度，该矿建立完善214项管理制度，根据设立的部门及岗位情况制定227种岗位责任制及操作规程，并狠抓责任落实和责任追究，做到“履职尽责、失职追责、人人负责”。刚结束了矿井下作业的张伟，是当日早班带班领导，他说：“每班安排一名矿领导、助理、副总工程师、科级管理人员进行带班作业，采掘工作面及其它安全薄弱地点安排专人进行现场盯守，井下现场如遇特殊作业，提前安排安全监察专员进行全过程现场安全监管，实现井下全覆盖、地毯式、无盲区式安全监管模式。”每天，带班领导对盯守的工作面进行隐患排查，对排查出的隐患问题能现场解决的立即解决，现场不能立即解决的按要求进行落实，全部实行闭环式管理，确保隐患整改落实到位。“目前重大灾害主要是9号煤顶板和上覆8号煤采空积水及二采区老窑积水，针对这个情况，由矿长组织相关专业技术人员进行风险辨识，制定管控措施。”张伟介绍，“我们对井田范围内关闭井筒、封闭不良钻孔以及河流情况进行排查，形成隐蔽致灾因素普查报告；注重风险管控措施落实到位，杜绝管控措施落实不到位而出现隐患。”六月是安全生产月，该矿组织安全知识竞答、技术比武等活动，促进广大职工学习业务和提升操作技能，为做好安全生产打基础。为全面提升煤矿安全管理能力和水平，该矿大力推进治本攻坚，4月25日制定《安全专项整治三年行动治本攻坚实施方案》，对照井工煤矿221项并结合治本攻坚内容开展自查自改，共查出隐患问题24条，都已按期整改到位。

该矿健全和完善管理制度，减少“三违”人员，提升风险管控，岗位作业更趋于标准化，现场管理更趋于精细化，上山掘进顶板管理和防片帮措施更加成熟，应急响应和救援得到极大的提升，智能化矿井建设正在稳步向前推进，安全监控系统得到升级改造。自投产以来，该矿实现安全生产零事故零伤亡，被评定为“安全生产标准化管理体系一级矿井”和特级“安全高效矿井”；多次被省、市、区各级政府授予“安全生产工作模范企业”等称号；2020年10月通过省自然资源厅组织的省级绿色矿山验收并列入省级绿色矿山创建名录；2021年10月22日，被山西省能源局验收评定为智能化中级矿井。矿长李文革表示，东江煤业将继续落实“清洁低碳、高效利用、能源革命、合作共享”发展理念，推进井上下各生产系统配套建设改造，统筹推进各系统智能化，全面实现智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系，力创全国民营企业第一矿，为推进绿色矿山建设与能源技术革命发展做出更大贡献。

来源：山西新闻网

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