全國中小學科展

壓電-摩擦感測器配合CNN進行步態分析及身分識別

科展類別

臺灣國際科展作品

屆次

2022年

科別

工程學

學校名稱

臺北市立第一女子高級中學

指導老師

舒貽忠;杜欣怡

作者

吳翊嘉;吳品諭

關鍵字

混合壓電-摩擦電、步態辨識、CNN(卷積神經網絡)

摘要或動機

我們設計了一款透過壓電片與摩擦片收集資料的智慧鞋,壓電片嵌入在鞋底,摩擦片安裝在前腳掌,兩者並聯。當人行走時,感測器會被擠壓變形,藉由DAQ(數據採集)收集感測器的電壓輸出,可顯示出正常步行、快走、慢跑和漫步等活動的訊息,利用時變電壓形式的輸出數據,與能夠識別時域信號的CNN深度學習(卷積神經網絡)進行不同類型步態辨識。 實驗結果顯示此方法可以辨檢測這四種步態,其辨識率高達95%。訓練好的CNN可同時辨識個人身份與步態。結果顯示,識別快走時辨識率極高,識別正常步行和漫步時辨識率為90%,識別慢跑時辨識率僅達49%。因此,我們未來預計將提高同時辨識不同受試者與不同步態之辨識率,並透過壓電能量擷取器為藍牙模組供電。

100021.pdf

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