苏炳添副教授综述文章：柔性可穿戴传感器运动监测应用最新进展

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竞技体育是国家体育发展水平的核心竞争力。现代竞技体育训练追求运动成绩不断提高，高水平运动员越来越依赖科学定制的个性化训练规划。随着柔性电子、多功能器件集成、人工智能等技术不断进步，运动传感器逐渐向智能化、多元化、微型化、柔性可穿戴化发展，可以对运动员训练过程产生的信号进行全方位、多角度、多层次采集，通过构建高水平运动员运动数据库，运用大数据分析，实时监控运动员的各项生理指标，预测运动员训练存在的风险，进行合理规避运动损伤，为运动员以及教练团队提供科学化的训练方案。该文从运动员训练中对各种体征信号采集、分析的需求出发，综述了近些年来柔性电子、光电可穿戴传感器的最新研究进展，介绍了不同种类的运动信号检测方法，包括生物电位信号监测、电化学传感监测、光电容积描记法监测等。为我国运动员与体育工作者提供最新、最前沿的可穿戴传感器技术总结，为制定更为精准、可量化的科学训练方法与理论提供知识与技术支持。图1. 基于不同传感、分析原理设计的传感器，针对运动生理信号进行运动监测与科学分析图2. 基于运动电生理信号、运动生物姿态信号、生物组织动力学信号、运动生物化学信号进行运动生理体征监测图3. 基于电生理信号原理传感器在肌电信号监测的应用图4. 基于电生理信号原理传感器在心电信号、脑电信号监测的应用图5. 基于光电容积描记法（PPG）传感器运动信号监测应用图6 基于电化学生物传感器对乳酸分子监测的应用图7. 基于电化学生物传感器在汗液、唾液中葡萄糖分子监测的应用图 8.  基于电化学生物传感器在泪液、组织液中葡萄糖分子监测的应用科学化运动训练需要一个完整的运动监控系统，这个系统需要多种柔性可穿戴运动传感器的整合，随着可穿戴传感器以及集成技术不断发展，构建一个多功能化运动监控平台将成为可能。该平台将具备运动训练生理指标监测、运动技术战术分析、运动心理情况分析、运动损伤预测等功能。该平台的研发将有望解决运动员运动训练需要多台监控设备、多位技术人员等问题，大大降低了成本，节约时间。科学化运动训练监控系统的发展将会成为竞技体育成绩突破的新科技，助力运动员取得新突破，为青少年运动员培养与优秀运动员选拔提供更精细、准确的参考与指导，推动我国“体育强国建设”。

原文信息：

苏炳添, 李健良, 徐慧华, 徐泽, 孟建新, 陈小平, 李风煜. 科学训练辅助：柔性可穿戴传感器运动监测应用.

中国科学: 信息科学, DOI: 10.1360/SSI-2021-0294

https://www.sciengine.com/publisher/scp/journal/SSI/doi/10.1360/SSI-2021-0294?slug=fulltext

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