如何选购智能家庭健身设备？

获奖等级：入围奖

设计者：雷贻强，刘燕玲，罗静

指导教师：刘国平，徐健宁

南昌大学机电工程学院，南昌，330031

设计者充分调研了智能家庭健身教练的研究现状，在此基础上分析了当前家庭健身所面临的问题：由于缺乏专业家庭健身教练的指导，对于健康状况不同的家庭成员，很难确定自己合适的运动方式、运动强度、运动频率；家庭健身管理难以系统地实现。本项目的“宜家健”智能家庭健身教练（图79）是一套智能家用机器人系统，为不同年龄、性别、健康状况的家庭成员提供专业的个性化运动指导。

为了实现以上功能，我们分别对有氧运动和肌肉锻炼进行了研究。(www.xing528.com)

关于有氧运动，系统通过检测每个家庭成员的心肺能力来指导运动强度，使运动过程中的实时心率保持在靶心率范围内，从而保证运动的安全有效。并且结合每个家庭成员的长期性锻炼情况，智能调整单次运动强度、单组运动时长和长期运动频率。

关于肌肉锻炼，考虑到家庭成员运动能力的差异，家庭健身教练会长期监测家庭各成员的锻炼情况，结合运动过程中的检测数据，智能调整针对每个家庭成员的健身管理方案，逐步形成适应每一个家庭成员的差异性、个性化的家庭管理健身方案——每次锻炼间隔、每组锻炼次数、长期锻炼频率。同时对于哑铃这类自由轨迹类运动，系统通过实时采集家庭成员锻炼时的运动参数（三轴加速度、三轴角速度等数据），对采集到的数据进行特征提取，根据不同锻炼动作的特征量的不同，设定相应的KNN算法，来识别动作，进而进行动作纠错。对于肩推机这类固定轨迹类运动通过编码器检测推举节奏信息，激光对管采集推举负荷，对运动中推举高度、速度、负荷等信息进行监控。结合不同家庭成员身体运动能力特征判断肌肉疲劳情况，纠正错误动作和避免超负荷运动。

经团队合作成功设计了一整套智能家庭健身教练系统，完成了跑步机、哑铃及肩推机各自界面的制作，历史数据及运动处方的界面也能成功显示。

图79　“宜家健”智能家庭健身教练