对于大多数人来说，走路迈出的第一步可能并不值得注意，但是史蒂文斯理工学院的研究人员认为，分析某人的行走方式可以为行动不便或受伤的人带来帮助。史蒂文斯理工学院的研究人员已开发出一种由人工智能驱动的智能鞋垫，该鞋垫可立即将任何鞋子变成便携式步态分析实验室。

　　以低成本获取高精度数据

　　根据发表在《IEEE神经系统与康复工程汇刊》上的研究表明，科学家们已经开发出一种智能鞋垫，可以实时获取使用者精准的步态数据。这项工作可以为临床研究人员提供一种新的方法来精确测量运动障碍或肌肉骨骼损伤患者在其生活环境中的步行功能，还可以帮助运动员提高跑步技术。

　　史蒂文斯可穿戴机器人系统实验室主任达米亚诺·扎诺托说：“从实用的角度来看，这个研究成果是无价的，我们现在能够在现实环境中实时准确地分析一个人的步态。” 在现实生活中，获取一个人步态的可靠信息对研究人员来说仍然是一个挑战。标准的步态分析产品价格昂贵，如基于摄像机的运动捕捉系统测力板，只能在实验室内使用，因此它们对使用者在现实世界中的行走方式提供的分析较少。新兴的可穿戴智能产品，如智能鞋、吊舱和鞋垫，可以潜在地克服这一限制，但现有的产品无法提供准确的步态数据。 　　

　　值得注意的是，该款智能鞋垫使用现成的传感器，这使得技术更易于扩展。根据研究人员的说法，使用的传感器价格在100美元左右，并配有人工智能来提取可靠的数据。达米亚诺·扎诺托说：“我们正在以更低的成本取得同样或更好的成果，在推广这项技术方面，这是一件大事。”该小组目前正集中精力测试临床使用的运动鞋底。

　　每秒能捕获500个实时读数

　　据悉，该团队使用加速计和陀螺仪来监测人们在空中的运动和方向，并使用一系列力传感器来检测足底压力，使其能够每秒捕获500个读数，比智能计步器和其他可穿戴步态分析工具提高了五倍左右。

　　然而，真正的魔力发生在鞋子外面。可穿戴式运动传感器本身具有噪声。为了克服这一困难，达米亚诺·扎诺托将每秒500次的测量数据处理为几个关键特征，然后将结果输入AI算法中，该算法能够快速提取精确到几个百分点的步态参数。

　　与其他AI步态分析工具相比，这是一个很大的改进，后者需要大量计算，并且需要记录数据以便以后进行分析。该款智能鞋垫效率更高，可将其传输到能够进行实时步态分析的微控制器中。无论使用者是走路还是跑步，它都可以工作，并且可以生成准确的结果，无须为单个用户进行校准或定制。初步测试表明，该款智能鞋垫甚至适用于3岁以下的儿童和患有前庭功能障碍的老年人，他们的步态模式与健康成人有很大不同。

　　变身“跑步教练”指导运动

　　作为世界最普遍的体能训练，跑步与足球、壁球、曲棍球或训练武术这类运动有着极大的不同之处，毕竟跑步人人都会，但参加一项球类运动就不同了，要是没有一段时间的训练，很难会有好的成果。

　　该款智能鞋垫各搭载了15个压力传感器和一个加速器，它们将有效收集关于用户的跑步数据，然后通过分析用户的运动数据来为用户提供针对性的个性化跑步指导。

　　智能鞋垫可以利用这些数据对使用者每日活动进行监测记录，并为用户提供相应的跑步训练方案，它既可以在使用者跑步结束之后向其展示相应的数据，也可以在跑步的同时给出实时提醒和科学指导。总的来说，这款智能鞋垫扮演了一个跑步教练的角色。

　　一位用户在体验了该鞋垫后表示：“我将跑步运动作为休闲消遣项目已经有很多年了，但是经常由于没有科学的指导出现让脚踝受伤的状况，而这款智能鞋垫的出现给了我一个新的选择，我可以在不需要跑步教练的情况下获得最佳的跑步效果。”