لطفا منتظر بمانید ...
0% Complete
صفحه اصلی
/
سی و چهارمین کنفرانس بین المللی مهندسی برق
A Lightweight Smart Insole with Piezoelectric and IMU Sensors: Design, Data Collection, and Machine-Learning-Based Fatigue Detection
نویسندگان :
Nima Masoudnia
1
Ali Fahim
2
Fariba Bahrami
3
Ehsan Maani Miandoab
4
Mohammad Khalfe Nilsaz
5
1- دانشگاه تهران
2- دانشگاه تهران
3- دانشگاه تهران، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
4- دانشگاه تهران
5- دانشگاه تهران
کلمات کلیدی :
Smart Insole،Piezoelectric Sensors،Inertial Measurement Unit (IMU)،Fatigue Detection،Machine Learning،Biomechanics،Sports Engineering،Wireless Data Transmission
چکیده :
This study presents the design, data acquisition, and machine-learning-based fatigue detection using a smart insole equipped with piezoelectric and inertial sensors. The proposed lightweight and thin insole integrates six piezoelectric sensors for plantar pressure measurement and an inertial measurement unit (IMU) for six-axis motion tracking, capturing both linear acceleration and angular velocity. Unlike conventional laboratory-based force plates, the developed system enables continuous and wireless data acquisition during natural walking and running. Real-time data transmission is achieved through an Arduino Nano 33 IoT board using Wi-Fi communication, while a custom-developed software interface allows live visualization, labeling, and manual control of recording sessions. Experimental data were collected from twelve participants under two physical conditions non-fatigued and fatigued resulting in a total of 284 labeled datasets. Multiple machine learning algorithms, including Random Forest, Support Vector Machine (SVM), K-Nearest Neighbors (KNN), Logistic Regression, and XGBoost, were trained and evaluated to classify fatigue states based on time- and frequency-domain features extracted from both sensor types. The results demonstrated that the SVM and Logistic Regression models achieved the highest accuracy of up to 100% when combining IMU and piezoelectric data. The proposed system demonstrates a robust, low-cost, and portable solution for biomechanical motion analysis and fatigue monitoring. Its combination of wearable sensor technology and machine learning provides a promising framework for real-time performance tracking and injury prevention in sports and rehabilitation applications.
لیست مقالات
لیست مقالات بایگانی شده
Numerical investigation of gain switching in Fano semiconductor lasers
Arash Hodaie - Hassan Kaatuzian - Aref Rasoulzadeh Zali
مبدل زمان پیوسته سیگما دلتا با پهنای باند 200k-28M مناسب برای گیرنده های باند پایه3G,4G
فائزه جسور قره باغ - مرتضی موسی زاده
Surface roughness classification in dynamic touch using EEG signals
Ali Amini - Karim Faez - Mahmood Amiri
Enhanced TRV modeling of high voltage shunt reactors through FEM-derived stray capacitance parameters
Aref Nikraftar - Milad Mohammadhosein - Mohammadhamed Samimi
Connective Reconstruction-based Novelty Detection
Seyyed Morteza Hashemi - Parvaneh Aliniya - Parvin Razzaghi
حسگر زیستی نانومتری حساس با زیرلایه غیرهمگن برای تشخیص سلول های سرطانی
پریسا مرادی هارونی - محمود رفائی بوکت
پایدارسازی سیستم های چند ورودی-چند خروجی n-بعدی با استفاده از تساوی بزوت، تئوری متباین و نمایش کسری-ماتریسی سیستم
سعید پورمیرزایی - وحید صفری دهنوی - مسعود شفیعی
طراحی و شبیه سازی یک فراسطح بازتابی با قابلیت تحقق الگوی تشعشعی هم شار با قطبش های خطی و دایروی در باند X مناسب برای ماهواره سنجشی
مجید کریمی پور - ایمان آریانیان
A Compact, Highly-Selective, Smart Frequency Detectection Method Using Acoustic-Wave Lumped-Element Resonator Filter
Alireza Azar - Mohammad Khoshakhlagh - Nasser Masoumi
Attractors Manipulation in Denoising Autoencoders for Robust Phone Recognition
Shaghayegh Reza - Seyyed Ali Seyyedsalehi - Seyyedeh Zohreh Seyyedsalehi
بیشتر
ثمین همایش، سامانه مدیریت کنفرانس ها و جشنواره ها - نگارش 44.7.2