トランク屈曲のウェアラブル検出：慣性センサーと比較した容量性エラストマーセンサー

ウェアラブルセンサーを介したトランクの屈曲の継続的な監視は、さまざまなタイプの労働者が誤った姿勢や動きに関連するリスクを減らすのに役立ちます。誘電体エラストマーに基づく伸縮性のピエゾ容積エラストマーセンサーは、最近、人間の運動学を監視するためのウェアラブル、軽量で費用対効果の高い技術として説明されています。それらのストレッチングは容量の増加を引き起こし、角の動きに関連する可能性があります。ここでは、このようなセンサーに基づいて、トランクの屈曲を検出するウェアラブルワイヤレスシステムについて説明します。特に、次のことを示します。（i）アクセルメーターまたはジャイロスコープのいずれかを傾斜計として使用して、容量性センサーの異なるキャリブレーション戦略の比較。（ii）容量性センサーのパフォーマンスと加速度計およびジャイロスコープの性能と比較。その目的のために、3種類のセンサーは、ステレオフォトグラミング測定と比較して評価されました。ジャイロスコープと比較して、容量性センサーはより高い精度を示しました。加速度計と比較して、準静的傾斜計として使用するとパフォーマンスは低くなりましたが、非常に動的な加速の場合にも高くなりました。これにより、容量性センサーは、代替ではなく、慣性センサーに対して補完的な技術として魅力的になります。

Continuous monitoring of flexions of the trunk via wearable sensors could help various types of workers to reduce risks associated with incorrect postures and movements. Stretchable piezo-capacitive elastomeric sensors based on dielectric elastomers have recently been described as a wearable, lightweight and cost-effective technology to monitor human kinematics. Their stretching causes an increase of capacitance, which can be related to angular movements. Here, we describe a wearable wireless system to detect flexions of the trunk, based on such sensors. In particular, we present: (i) a comparison of different calibration strategies for the capacitive sensors, using either an accelerometer or a gyroscope as an inclinometer; (ii) a comparison of the capacitive sensors' performance with those of the accelerometer and gyroscope; to that aim, the three types of sensors were evaluated relative to stereophotogrammetry. Compared to the gyroscope, the capacitive sensors showed a higher accuracy. Compared to the accelerometer, their performance was lower when used as quasi-static inclinometers but also higher in case of highly dynamic accelerations. This makes the capacitive sensors attractive as a complementary, rather than alternative, technology to inertial sensors.