МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ АДРЕСНЫХ ВОЛОКОННЫХ БРЭГГОВСКИХ СТРУКТУР КАК СЕНСОРОВ ДЛЯ НОСИМЫХ И СТАЦИОНАРНЫХ ДАТЧИКОВ СИСТЕМ СПОРТИВНОЙ ИНЖЕНЕРИИ

Аннотация

Системы спортивной инженерии представляют собой сложный симбиоз человека (спортсмена), спортивных сооружений и киберфизических систем. В основе этого взаимодействия лежит концепция эргономики и биомеханики, направленная на максимизацию результатов при минимизации риска травм. Спортсмен, чьи физиологические и биомеханические данные лежат в основе всей системы, сооружения, проектируемые с учетом аэродинамики, амортизации и климат-контроля, и, наконец, киберфизические системы, включая «умный» инвентарь, носимые устройства и системы видеоанализа, которые собирают данные, обрабатывают их в реальном времени и корректируют тренировочный процесс лежат в основе систем спортивной инженерии. Объединяясь, эти элементы создают замкнутый цикл управления спортивной подготовкой. Применение универсальных (многофункциональных) датчиков в спортивной инженерии — это ключевой тренд, продиктованный необходимостью комплексного анализа. В отличие от узкоспециализированных сенсоров, универсальные датчики одновременно фиксируют разнородные параметры и объединяют их в единый поток данных. Задача данной статьи состоит в том, чтобы показать процесс создания нового типа чувствительного элемента брэгговского типа – адресной волоконной брэгговской структуры и определить возможные варианты его применения для различных носимых и стационарных датчиков систем спортивной инженерии. Статья носит чисто математический характер и показывает принципы синтеза отдельных элементов АВБС. Для примера выбрана 3π-АВБС, представляющая собой ВБР с тремя фазовыми сдвигами. Конкретное применение таких АВБС в системах спортивной инженерии будет описано в других работах с четким акцентом на их преимуществах перед ВБР.