高中学生为MATLAB STEM挑战创造健康追踪器

发布的Christoph哈恩,2019年6月5日

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本周我们的客人博客何塞阿根廷回去和我们谈谈吗MATLAB STEM挑战最近闭幕。在这个挑战学生从富兰克林和李约瑟高中创建健康追踪器使用MATLAB。

MATLAB STEM挑战

作为在MathWorks学生竞赛团队的一部分,我们正在参与许多不同的编程挑战。的MATLAB STEM挑战是特别的,因为最终的问题提交给高中学生。这种竞争与合作举行I2学习的一部分质量茎周程序。选手的挑战任务使用MATLAB在线和MATLAB移动创建一个健康跟踪算法和实现它的数据获得。算法是处理原始活动数据来自运动传感器和给用户有用的信息,例如,在商业设备等步骤,距离,卡路里燃烧等。

开始使用MATLAB语言,他们完成了第一阶段的完成我们的竞争学习代码一系列的在线教程。这个交互式在线教程了参与者熟悉MATLAB语法,装备他们来处理运动来自不同传感器的数据中提取有意义的健康指标。第二阶段的挑战学生的创造力变得至关重要。给定一组运动的读数,健康指标很重要吗?传感器应使用哪一个?有没有现成的算法,可以了吗?的基本架构类似于下图。

给定的最小指导我们离开所有学生的重要决定。这样参与者可以尽可能创造性发展他们的算法。剩下的学生们开始编码的健康跟踪模型很容易获取的运动数据从一个人。

如何记录运动数据?

这个问题非常重要,因为这一挑战的参与者可能无法获得数据采集硬件。然而有一个实验平台我们可以指望,大多数参与者可以访问。而没有意识到这一点,大多数人已经带着一套完整的运动传感器和GPS一样,加速度计和陀螺仪口袋里;他们的手机!MATLAB移动金宝app支持日志记录传感器从Android和苹果设备。

通过一些简单的指令参与者可以访问数据从加速计,陀螺仪,GPS,和其他传感器已经出现在他们的手机使用MATLAB移动应用。最重要的是所有这些信息将被记录在不同的采样率和直接导入MATLAB。

获奖者——富兰克林高中“团队1”

参与者有几个月的研究和实现算法来计算各种健康指标。挑战的获胜者是一个团队富兰克林高中在马萨诸塞州。他们实现了全套可用的传感器读数来计算步骤,距离,卡路里烧毁的楼梯爬上。这些指标都与商业健身追踪器!我们是绝对的印象。在下面的图片中,你可以看到他们的布局实现这解释了如何从用户和传感器的信息融合,提出了可操作的、个性化的健康统计数据。

然后学生工作通过编码完整项目的不同组件。团队试验了几种滤波算法平滑数据处理和编程不同的技术,就像之前关联步行速度能量获得有用的见解卡路里烧毁和距离。正如您将在下面看到的,他们记录了这个过程和分析所有数据使用几个MATLAB情节诸如过滤加速度和步行速度和代谢当量回归。这些情节帮助他们区分的方法,从那些没有工作。