壓縮感知(Compressed Sensing， CS)是一種新的在采樣的同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓縮目的的理論框架，能以較低的頻率采樣信號(hào)，并且可以高概率重構(gòu)該信號(hào)。這為可穿戴設(shè)備的低功耗長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行提供了可能的解決方案。
 

　　中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所光健康研究中心郭立泉課題組基于各種MEMS傳感器(加速度、陀螺儀、磁力計(jì)和彎曲傳感器等)開發(fā)出一種可穿戴傳感器設(shè)備，并結(jié)合ZigBee無(wú)線協(xié)議搭建了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
 

　　在此基礎(chǔ)上，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)出了遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練與評(píng)定系統(tǒng)，從而用于腦卒中患者居家或社區(qū)康復(fù)訓(xùn)練與評(píng)定。為了減少可穿戴傳感器設(shè)備的無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)量，延長(zhǎng)其續(xù)航能力，研究人員又基于壓縮感知理論設(shè)計(jì)了一種新的信息采集系統(tǒng)。
 

　　設(shè)備采集到的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在發(fā)送前需要進(jìn)行“壓縮采樣”處理，這樣可以保證通過(guò)ZigBee無(wú)線協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大大減少。在計(jì)算機(jī)端，多了一個(gè)“信號(hào)重構(gòu)”環(huán)節(jié)，即利用壓縮感知理論將壓縮的數(shù)據(jù)恢復(fù)成原始信號(hào)。由于避開了高速采樣，該系統(tǒng)一方面顯著降低了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸代價(jià)，另一方面也給高維數(shù)據(jù)分析提供了一條新的途徑。
 

　　稀疏性分析結(jié)果表明，腦卒中患者在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中可穿戴設(shè)備所記錄下的運(yùn)動(dòng)信號(hào)具備稀疏性，因此可以利用壓縮感知對(duì)其進(jìn)行壓縮。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在壓縮域下直接進(jìn)行特征提取，并進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)處理，可以避開傳統(tǒng)的壓縮感知理論框架中的信號(hào)重構(gòu)環(huán)節(jié)，在減小重構(gòu)過(guò)程計(jì)算量的同時(shí)，也使得下一步在可穿戴傳感器硬件上實(shí)現(xiàn)“On Node Analysis”成為了可能。該研究成果發(fā)表在Sensors 雜志上(Volume 16， Issue 2)。
 

　　(原標(biāo)題：蘇州醫(yī)工所開發(fā)出可穿戴MEMS傳感器設(shè)備)