運(yùn)動(dòng)對(duì)生命既是不可或缺的，也是必不可少的。我們這些移動(dòng)的人似乎處于永動(dòng)機(jī)中，對(duì)于那些不動(dòng)的人來(lái)說(shuō)，可能需要某種形式的機(jī)械輔助工具來(lái)協(xié)助提供運(yùn)動(dòng)。不難想象，能夠測(cè)量這種運(yùn)動(dòng)的慣性傳感器在提供關(guān)于我們自己的有用信息方面如何變得像今天的音頻（麥克風(fēng)）或光學(xué)（相機(jī)）傳感器一樣有價(jià)值。

　　當(dāng)涉及到與MEMS相關(guān)的生活質(zhì)量討論時(shí)，定義不同的程度或階段可能是有用的，從測(cè)量到增強(qiáng)，再到確保。與音頻和光學(xué)傳感一樣，很容易識(shí)別慣性傳感器可以測(cè)量、捕獲或衡量個(gè)人輸出/健康狀況的應(yīng)用。例如，計(jì)步器使用加速度計(jì)來(lái)檢測(cè)步數(shù)并提供健身活動(dòng)的測(cè)量值。同樣顯而易見的是，嵌入假肢中的運(yùn)動(dòng)探測(cè)器可以增強(qiáng)殘疾人的活動(dòng)能力，并且檢測(cè)直立與俯臥位置的加速度計(jì)可用于挽救生命的患者監(jiān)測(cè)。在本文中，我們將探討運(yùn)動(dòng)傳感器的技術(shù)挑戰(zhàn)和復(fù)雜性范圍，以及測(cè)量、增強(qiáng)和確保的生活質(zhì)量機(jī)會(huì)。

　　傳感器性能

　　雖然慣性MEMS傳感器在汽車和消費(fèi)市場(chǎng)中的成功在某些指標(biāo)上帶來(lái)了傳感器性能的快速進(jìn)步，但這些現(xiàn)有應(yīng)用與仍在出現(xiàn)的醫(yī)療生活質(zhì)量需求之間的性能要求仍然存在很大差異。為了檢查不同應(yīng)用的廣泛需求，我們可以比較功耗、尺寸、可靠性、環(huán)境魯棒性、性能和性能漂移方面的要求。功耗和尺寸可能是這些規(guī)格中唯一已經(jīng)被消費(fèi)類應(yīng)用推向極端水平的規(guī)格。為汽車開發(fā)的傳感器通常還需要高水平的可靠性和環(huán)境魯棒性。

　　單傳感器應(yīng)用

　　生活質(zhì)量測(cè)量應(yīng)用，如活動(dòng)監(jiān)測(cè)器，可以從低功耗、小尺寸傳感器中受益，但也需要高水平的環(huán)境魯棒性，以便能夠?qū)?shí)際所需的運(yùn)動(dòng)與其他隨機(jī)影響區(qū)分開來(lái)。生活質(zhì)量增強(qiáng)工具可以分為可穿戴設(shè)備（如假肢）和手術(shù)或診斷設(shè)備（如機(jī)器人手術(shù)工具或便攜式超聲設(shè)備）。無(wú)論哪種情況，由于主動(dòng)控制水平與測(cè)量設(shè)備的被動(dòng)監(jiān)控水平的提高，性能和可靠性要求也隨之提高。為了解決生活質(zhì)量的保證問(wèn)題，包括微型遠(yuǎn)程手術(shù)和其他生命攸關(guān)的監(jiān)視器，不僅需要高性能，還需要非常低的時(shí)間漂移，以及對(duì)環(huán)境影響的最小敏感性。

　　表1建立了一些相對(duì)品質(zhì)因數(shù)，以比較各種規(guī)格因素下各種類型的生活質(zhì)量應(yīng)用的復(fù)雜性。即使對(duì)于測(cè)量設(shè)備中相對(duì)較低的電平要求，極低的功耗和小尺寸以及抑制溫度/沖擊/振動(dòng)影響的能力相結(jié)合，也將這些應(yīng)用的需求與最簡(jiǎn)單的消費(fèi)者驅(qū)動(dòng)的傳感器需求區(qū)分開來(lái)。

　　多種傳感器應(yīng)用

　　到目前為止，討論集中在單個(gè)傳感器的特性上，可能是測(cè)量線性運(yùn)動(dòng)（單軸加速度計(jì)）或角運(yùn)動(dòng)（單軸陀螺儀）。實(shí)際上，在現(xiàn)實(shí)生活中，運(yùn)動(dòng)僅限于（或可通過(guò)單個(gè)傳感器類型或單個(gè)軸識(shí)別）的場(chǎng)景相對(duì)較少。為了捕獲最精確的運(yùn)動(dòng)表示，或允許在不受限制的條件下（安裝位置或運(yùn)動(dòng)范圍）使用，通常需要智能地合并多個(gè)傳感器，并將傳感器準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)應(yīng)用參考框架。因此，除了基本的傳感器元件之外，機(jī)械和傳感器/信號(hào)處理要求也有很大差異，并且隨著我們從測(cè)量到增強(qiáng)再到確保，復(fù)雜性也在增加。

　　一個(gè)有趣的例子是在手術(shù)室中使用慣性傳感器，使人工關(guān)節(jié)（膝蓋或髖關(guān)節(jié)）更準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)患者獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)。這種提高生活質(zhì)量的應(yīng)用旨在將關(guān)節(jié)對(duì)準(zhǔn)提高到患者自然對(duì)準(zhǔn)軸的誤差小于一度，而不是今天使用純機(jī)械對(duì)準(zhǔn)方法通常為三度或更大的誤差。這有可能提供侵入性更小、手術(shù)時(shí)間更短、術(shù)后舒適度更高、關(guān)節(jié)置換更持久。

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