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慣性感測元件組合所預測之步態足底壓力中心軌跡

為了解決Blum 路軌 安裝的問題，作者許喆勝 這樣論述：

足底壓力中心軌跡（Center of Pressure，COP）為人體腳底於特定時間內之所有壓力的平均位置，其被使用於了解人體步態平衡之良好指標，亦可直接反映出腳踝肌肉之神經控制的好壞程度。而直接使用測力板或壓力墊量測COP為大家普遍常用的方法。然而，地板、地面感測器雖可取得較高品質之資料，但這些感測器皆屬於力接觸式感測器，長期使用將可能暴露其因硬體耗損而降低精準程度之問題，與設備費用高昂的缺點。本研究將透過7個慣性感測元件（Inertial measurement unit，IMU）與F-scan蒐集加速度、角速度與壓力資料。其中，7個黏貼於L形金屬片與金屬夾片之IMU嵌於涼鞋之底部（分別

置於左右腳的腳跟、腳側邊和腳尖）以及受測者腰部後方之褲頭上。最後，本研究使用此些IMU所收集之加速度與角速度資料透過LSTM演算法進行COP預測。其中，本研究欲探討究竟使用不同組合之IMU會有甚麼差異，並從中尋得最佳IMU預測組合（即預測誤差最小之組合）。本研究透過交叉比較安裝於不同位置之IMU所預測之COP，以找出較佳IMU組合（即預測誤差最小）。結果表示左、右腳皆為使用腳側邊與腳跟之組合（IMULL+IMULH與IMURL+IMURH）進行預測得到的最佳預測表現分別為RMSE 0.62公分與RMSE 0.77公分，亦說明腳側邊與腳後跟為預測COP之較佳的IMU安裝位置。然而，使用一個安裝於

腳跟之IMU（IMULH與IMURH）進行預測也能取得與最佳IMU組合相當之結果（IMULH：RMSE 0.7公分；IMURH：RMSE 0.84公分），故若實際應用層面有成本或其他限制考量，則可考慮使用一個安裝於腳跟之IMU進行COP之預測。