史蒂文斯理工学院的研究人员开发了一种人工智能驱动的智能鞋垫，可以立即将任何鞋变成便携式步态分析实验室。

这项工作于2020年1月报道了IEEE关于神经系统和康复工程的交易，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。 这项技术还可以通过帮助运动员提高他们的跑步技术，为运动员带来重大进步。

史蒂文斯可穿戴机器人系统实验室的主要作者和主任达米亚诺·扎诺托说：“从实际的角度来看，这是非常宝贵的。 “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。”

采取一个单一的步骤似乎很简单，但获取关于一个人在现实生活环境中步态的可靠信息仍然是研究人员面临的主要挑战。 黄金标准的步态分析技术，如基于相机的运动捕捉系统和力板，价格昂贵，只能在实验室内使用，因此它们很少提供人们如何在现实世界中走来走去的洞察力。 新兴的可穿戴技术，如智能鞋、豆荚和鞋垫，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。

在他们的工作中，Zanotto和他的团队表明，他们的智能鞋垫可以提供实时数据的长度，速度和力量的佩戴者的步幅比现有的脚穿技术更好的准确性-并以一小部分的成本传统的实验室设备。 (Zanotto和他的团队正在寻求两项与体育太阳有关的专利，一些公司和专业体育特许经营公司正在密切关注团队的工作。)

该团队的SportSole技术使用加速度计和陀螺仪来监测自己在空间中的运动和方向，以及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-这比智能计步器和其他可穿戴步态分析工具有了五倍的改进。

然而，真正的魔法发生在鞋外。 可穿戴运动传感器固有的噪声。 为了克服这一挑战，Zanotto将每秒500次测量模拟成几个关键特征，然后将结果输入一个AI算法，该算法能够快速提取精确到几个百分点以内的步态参数。

这比其他人工智能步态分析工具有了很大的改进，这些工具在计算上是密集的，需要记录数据以供以后分析。 史蒂文斯系统的效率要高得多，它可以被烘焙成一个能够提供实时步态分析的微控制器。

它也工作，无论佩戴者是步行还是跑步，并产生准确的结果，而不需要校准或定制个人用户。 初步测试表明，Sport Sole甚至与3岁以下的儿童和前庭失调的老年人一起工作，他们的步态模式与健康成年人的步态非常不同。

如此一致的准确性令人印象深刻，因为大多数步态研究人员使用$1000或更高成本的高端传感器来减少误差。 相比之下，Zanotto和他的团队使用了$100左右的现成传感器，依靠人工智能提取可靠的数据。 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。”

不过，目前，该团队正致力于测试用于临床使用的Sport Sole。 一个不引人注目的、可穿戴的步态监测器可以帮助研究人员优化对运动障碍患者的治疗，允许对脆弱人群进行远程监测，或者提供重要的见解，了解可能影响步态和平衡的新治疗方法的安全性和有效性。