Все люди разные. Это касается не только личностных качеств, но и физиологических особенностей, которые зависят от генетики, диеты, уровня физической подготовки и т.д. Будь то тренировки или реабилитация, наилучшего результата можно добиться лишь индивидуальным подбором курсов и тренажеров.

К числу инновационных технологий в фитнесе и восстановительной медицине относятся умные тренажеры. Они позволяют подстраивать тренировочный процесс под индивидуальные потребности пользователя, подбирая оптимальные нагрузки и контролируя выполнение упражнений. Поэтому такие решения пользуются спросом в премиумных фитнес-залах, где они помогают новичкам адаптироваться и следовать индивидуальным программам тренировок. Кроме того, они применяются в реабилитации, ускоряя восстановление после травм и операций и минимизируя риск повреждений.

Команда КЕДР Solutions делала серию подобных проектов для различных заказчиков, в том числе из сферы здравоохранения. Здесь мы хотим поделиться нашим опытом в области реабилитационных технологий.

Запрос

Иностранной компании, занимающейся производством медицинского оборудования, потребовалась разработка умного тренажера для расширения ассортимента продукции. Поскольку у фирмы не было опыта создания электроники, они обратились за помощью к КЕДР Solutions.

Заказчик взял на себя проектирование самого тренажера, тогда как нашей задачей была разработка электроники. Система должна считывать данные с датчиков, обрабатывать информацию и выводить на пользовательский экран рекомендации о правильной технике выполнения упражнений.

Спроектировать специализированные датчики.

Спроектировать центральный блок, который отвечает за обработку данных с датчиков.

Разработать встроенное приложение, которое анализирует выполнение упражнений и дает подсказки пользователям.

Создать мобильное приложение, куда по Wi-Fi передаются результаты занятий и другая статистика.

Задачи

Решение

Работа умного тренажера основана на считывании данных о траекториях его подвижных частей с датчиков положения.

Эти данные позволяют измерять положение и траектории элементов тренажера – а значит, косвенно оценивать положение и траектории движения рук и ног пользователей. Установленное на устройстве приложение анализирует эти данные и сравнивает показатели с идеальной моделью. На мониторе отображаются результаты и подсказки, которые помогают выполнять упражнения правильно, чтобы добиться максимальной эффективности.

Разработка аппаратной части

Разработка умного тренажера потребовала проектирования специализированных датчиков положения, т.к. готовые решения не отвечали требованиям проекта.

Сенсоры подключаются к основному блоку. Внутри него расположена печатная плата с двумя микроконтроллерами. Один из них отвечает за обработку данных с периферии. Другой – за работу операционной системы и встроенного приложения, на котором была реализована логика работы устройства.

Кроме того, в систему входят актуаторы. Эти устройства отвечают за подгонку подвижных элементов тренажера под индивидуальные вес и рост пользователей.

Разработка программного обеспечения

За логику работы устройства отвечает встроенное приложение, разработанное под встроенную ОС Linux. Именно оно оценивает, насколько правильно пользователь выполняет упражнение, и выводит данные на экран.

Для оптимизации быстродействия системы команда подготовила специализированный образ Linux.
Наконец, на определенном этапе заказчик захотел, чтобы некоторые данные можно было выгружать в смартфон. Поэтому команда добавила в систему поддержку Wi-Fi и создала мобильное приложение, куда тренажер мог передавать результаты занятий и другую статистику.

Предполагается, что тренажер и смартфон будут находиться в локальной сети, а значит, передача данных может происходить напрямую без помощи облачного сервера. Это также повышает защищенность конфиденциальных данных и снижает стоимость решения.

Использованные технологии

STM32 и Allwinner H6

в качестве микроконтроллеров, используемых в устройстве.

Altium Designer

для создания принципиальной схемы и проектирования печатной платы.

Debian

в качестве базового дистрибутива для разработанного образа Linux.

Qt (C++)

для разработки встроенного программного обеспечения и мобильного приложения для Android и iOS.

Итоги

Результатом разработки умного тренажера стало устройство с разнообразными датчиками и сенсорным дисплеем. Перед использованием врач или пациент вводит в систему рост и вес пользователя, и тренажер подгоняет свои подвижные элементы под эти параметры. Во время упражнения информация с датчиков обрабатывается и сравнивается с заданной моделью. Система отображает на дисплее, правильно ли пациент выполняет упражнение, и дает рекомендации. Статистика и другие данные также передаются на разработанное командой мобильное приложение.

Благодаря нашему участию в проекте клиент:

Получил современное высокотехнологичное решение для здравоохранения. С некоторой доработкой можно использовать аналогичные технологии в фитнес-индустрии.
Расширил свою продуктовую линейку и усилил восприятие бренда как технологичного и ориентированного на качество благодаря современным решениям.
Сократил время разработки за счет привлечения опытной команды с экспертизой в области встроенных систем.

В данный момент мы помогаем заказчику организовать серийное производство спроектированного решения.

Связаться с нами

Оставьте контактные данные, и мы свяжемся с вами в ближайшее время