摘要：本综述介绍了跑步机的历史，从第一台跑步机的出现到机械跑步机推动人类健身的发展，因设备呈现出的局限性而进行不断的换代到如今智能化跑步机的出现。结合国内外跑步机的发展现状，分析目前国内跑步机发展的局限性从而寻找其能够改善创新的方法。
关键词：跑步机 人工智能 数据采集 单片机
引言
伴随着社会的发展，科技的进步，人们的生活水平随之提高，人们对健康的生活质量要求越来越高。在当前的社会环境下，目前高水平专业运动员的日常训练已越来越多引入高科技设备，以帮助运动员更有效准确的安排训练，最大程度的提升运动员的专业能力。例如在短跑方面，训练的目标应该是如何利用人体自身的运动技能来创造最大的专项运动速度，而非长时间大负荷训练获取很大的力量。因此，智能跑步机设计是时代和人民生活水平发展进步所需，非常具有现实意义[[1]]。
2 研究现状
2.1国内外研究现状
世界第一台跑步机诞生于1875年，发明人使美国东部山村的一位机械师。这台机器其实是一台便携式农机设备，以牲畜作为动力来源。由于当时美国在1866年通过了第一部禁止虐待动物的法律，用鞭子抽打动物被视为违法行为。于是，聪明的人们发明了水平式跑步机，使动物像平时散步一样自然[[2]]。
起初的跑步机是“被动式跑步机”，它的动力源是通过使用者的臀部，膝部，踝关节活动，推动跑步机产生运动。这种运动方式看似消耗了更多的能量，但其造成的运动伤害也要比在大自然中跑步高出数倍。长期使用会加速膝关节老化。人们开始想办法减轻这种伤害，最终人们决定使用电动机代替人作为动力源。这种方式可以使人跑动的更加自如，可以比平时多跑三分之一的路程，消耗的能量也更多[[3]]。
随着人们的生活水平提高，对于跑步机的要求也越来越多。而跑步机也由原来单一的跑步功能向多功能改进。一台多功能跑步机是由跑步机、划船器、卧式健身车、立式健身车、放松机、腰旋器等组成，因功能多、占地少而受到喜爱，但从健身器应具备的使用舒服、方便、动作准确合理上看，多功能跑步机由一定缺陷[[4]]。
现代意义上的跑步机从80年代流行至今，已发展到第四代产品，第一代产品机械跑步机，是用圆滚筒组合排列而成的跑台，在两个滚筒中间加装塑胶跑带及跑板，主要运动方式是依靠跑步者脚与跑步带的摩擦力带动来运行从而达到跑步及走步的效果。但这代跑步机容易产生运动伤害，锻炼效果差，已被市场淘汰。第二代模拟电动跑步机，是在原有第一代的基础上增加电机传动装置和升降装置，以及一些电脑控制程序和传感器，通过传感器传输和接收马达的工作信号，用电脑控制程序达到调节跑步机速度、坡度、距离等功能[[5]]。
电动跑步机通过电机带动跑步带，使人以不同的速度或坡度被动的跑步或走动，运动的舒适性大大改善，而且避免了在室外运动因天气、环境等不利因素对运动者的影响，降低发生运动伤害的可能性。肖恩和克里塞尔等人通过研究在与不同等级的电动跑步机上跑步相比，在弯曲的非运动式跑步机上跑步的生理和感性要求，发现在匹配的运行速度下，在cNMT（商用弯曲式非运动式跑步机）上运行时，V=组合点以上 O2和RPE（感知劳累）响应类似于6-8%MT等级。这些发现可以作为运动员和教练员在规划cNMT训练课和相应地修改跑步速度中的参考价值[[6]][[7]]。
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