步态，能反应人体健康状况。一次不经意的崴脚、走路时的稍微摇摆，可能隐蔽着足弓塌陷、神经肌肉病变甚至帕金森病的早期旌旗灯号。然而，步态信息难以被精准、持续、无感地捕获，很多患者是以错过了最佳干涉机会。如今，中国科学院院士、西安电子科技大年夜学传授郝跃团队研发的一款仿生鞋垫，有望打破这一困境。

郝跃团队成员、西安电子科技大年夜学信息交叉学部准聘副传授李迎春对记者说，传统可穿戴设备在步态分析范畴经久受制于“三座大年夜山”：传感器灵敏度与量程难以兼顾、电池续航不足、海量数据缺乏有效分析手段。

临床上，一个常见的难题是：患者因走路“有点纰谬劲”就诊，但惯例影像学和步态评估却显示“正常”。比及症状明白，往往已错过康复黄金期。对于通俗家庭而言，一次周全的步态评估往往须要多次挂号、预约专业实验室，耗时耗力且费用不低。而这款鞋垫有望将专业级步态分析融入日常穿戴，让患者在熟悉的家居情况中完成经久监测。

螳螂给了郝跃团队启发。“螳螂捕食时，腿部既要感知猎物微弱的动静，又要遭受自身快速移动带来的强大年夜冲击——这种看似抵触却同时存在的分级机械传感构造，给了我们启发。”郝跃团队成员、西安电子科技大年夜学集成电路学部传授常晶晶说。

基于此，该团队设计出双微构造电容传感器，实现了高灵敏与宽量程的同一：检测下限低至0.10帕斯卡(相当于羽毛轻触脚底的力度)，最大年夜量程高达1.4兆帕(足以遭受激烈起跳的冲击)。“这相当于为患者配备了一位24小时不知疲惫的触觉专家。”西安电子科技大年夜学机电工程学院副传授李向宁说。

另一个要解决的难题是若何摆脱频繁充电的懊末路。常晶晶对记者说，很多患者起先愿意合营应用鞋垫，但一据说天天要给鞋垫充电或背着外接电源，依从性就大年夜打扣头。为此，该团队成员将纳米钙钛矿太阳能电池与高容量锂硫电池整合进鞋垫，平均光电转换效力达11.21%，储能效力达72.15%。在户外或有光情况下，鞋垫可以经由过程太阳能自充电;无光时，内置电池也能包管8小时以上持续供电。

硬件采集的足底压力数据只是原始信息，只有将这些原始数据进行分析，才能发挥其价值。鞋垫经由过程16通道无线模块及时传输数据，嵌入的人工智能算轨则扮演“解码者”。经由练习，体系对足弓异常的辨认精确率达96%，对12种病理步态(包含帕金森病慌张步态、脑卒中偏瘫步态等)的综合分类精确率高达97.6%。

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