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【109-2】運動健康物聯網大數據應用與分析
【109-2】運動健康物聯網大數據應用與分析
註冊課程
開課機構
東海大學
課程分類
社會科學
課程子類
體育運動
學習時數
每週3小時
上課語言
中文
字幕語言
無字幕
修課費用
免費
石志雄
石志雄
東海大學
副教授

主要經歷
東海大學資工系 副教授
東海大學資工系 助理教授
IBM Corp. EDA Staff Engineer

代表重要著作
1. William Cheng-Chung Chu, Chihhsiong Shih, Wen-Yi Chou, Sheikh Iqbal Ahamed, Pao-Ann Hsiung,“Artificial Intelligence of Things in Sports Science:Weight Training as an Example”,IEEE Computer, 2019, Nov. 52-61.
2.Chihhsiong Shih,“Analyzing and comparing shot planning strategies and their effects on the performance of an augment reality based billiard training system”, International Journal of Information Technology & Decision Making, published on line, Dec. 2014. 13.
3. Chihhsiong Shih, “Zero tolerance cue angle analysis and its effect on successive sink rate of a low cost billiard reposition control tutoring system”, Knowledge-Based Systems, May, 2011.

吳旻寰
吳旻寰
東海大學
副教授

主要經歷
東海大學 運動休閒與健康管理學位學程 副教授
國立台灣體育運動大學體育系 助理教授

代表重要著作
1. 蕭新榮、江文德、吳旻寰(2019.03)。個人化活動指標載具應用於提升高齡者運動量之研究分析。臺大體育學報,36,27-41。
2. Hsiang-Ping Lee, Yueh-Ching Liu, Po-Chun Chen, Huai-Ching Tai, Te-Mao Li, Yi-Chin Fong, Chih-Shiang Chang, Min-Huan Wu, Li-Pin Chiu, Chia-Jung Wang, Yi-Hsuan Chen, Yih-Jer Wu, Chih-Hsin Tang, and Shih-Wei Wang (2017.12). Tanshinone IIA inhibits angiogenesis in human endothelial progenitor cells in vitro and in vivo. Oncotarget, 8(65), 109217-109227.
3. Wei-Cheng Chen#, Ching-Hu Chung, Yung-Chang Lu, Min-Huan Wu#(吳旻寰), Po-Hsun Chou, Juei-Yu Yen, Yu-Wei Lai, Guo-Shou Wang, Shih-Chia Liu, Jen-Kun Cheng, Yih-Jer Wu, Hung-I Yeh, Li-Yu Wang, and Shih-Wei Wang* (2018.04). BMP-2 induces angiogenesis by provoking integrin α6 expression in human endothelial progenitor cells. Biochemical Pharmacology, 150, 254-264.

陳重佑
陳重佑
國立臺灣體育運動大學
副教授

主要經歷
國立臺灣體育運動大學體育系 副教授
國立臺灣體育運動大學體育系 助理教授

代表重要著作
1. Chen, I., Wu, H., Chen, C., Chou, K., & Chang, C.*(2016).Branched-chain amino acids, arginine, citrulline alleviate central fatigue after 3 simulated matches in taekwondo athletes: A randomized controlled trial..Journal of the International Society of Sports Nutrition,13 ,p28-1-28-10
2. Chen, C., Dai, J., Chen, I., Chou, K., Chang, C.*(2015).Reliability and validity of dual-task test for skill proficiency in roundhouse kicks in elite taekwondo athletes..Open Access Journal of Sports Medicine,6 ,p181-189
3. Lin, T., Sheen, H., Chung, C., Yang, S., Lin, S., Luo, H., Chen, C., Chan, I., Shih, H., & Sheu, H.*(2013).The effect of removing plugs and adding arch support to foam based insoles on plantar pressures in people with diabetic peripheral neuropathy..Journal of Foot and Ankle Research,6 ,p29-1-29-9

朱正忠
朱正忠
東海大學
教授

主要經歷
東海大學 工學院 院長
東海大學 軟體工程與技術中心 主任
東海大學 研究發展處 研發長
東海大學 資訊工程學系 系主任
洛克希德飛彈太空公司Research Scientist

代表重要著作
1. William Cheng-Chung Chu, Chihhsiong Shih, Wen-Yi Chou, Sheikh Iqbal Ahamed, Pao-Ann Hsiung,“Artificial Intelligence of Things in Sports Science:Weight Training as an Example”,IEEE Computer, 2019, Nov. 52-61.
2. Teng-Hsiang Chang MD, *Ping-Fang Chiu MD, PhD, Chun-Chieh Tsai1 MD,Chin-Hua Chang1 MD, Chia-Lin Wu1 MD, Chew-Teng Kor5 PhD, Jhao-Rong Li, Cheng-Ling Kuo4,Ching-Shan Huang,Cheng-Chung Chu6 PhD, Chih-Ming Lin MD,PhD , and Chia-Chu Chang, MD, PhD, (October, 2018),“Favorable Renal Outcomes after Intravenous Thrombolytic Therapy for Acute Ischemic Stroke:Clinical Implication of Kidney-Brain axis.” Nephrology

課程簡介

課程內容大致可分為五個進程,
第一進程為運動生理原理介紹,包括肌肉結構及運動與疲勞之關聯。
第二進程為運動物聯網裝置介紹,包括各種運動生理訊號收集,如心律及血氧值等之Arduino感測器,這部分包括Arduino及商用運動感測器原理及Kibana數據擷取介面,目前預計使用Garmin運動手環進行運動生理訊號收集,該產品有提供資料收集介面開發工具(Garmin IQ3 SDK)供使用,會教授同學進行使用,以利進行運動生理資料收集。
第三進程為使用Python進行運動大數據處理,此部分為讓同學學習數據前處理包括雜訊濾除及訊號轉換(時域轉頻域),以利之後之人工智慧學習。
第四進程為人工智慧學習訓練技術介紹,包括教授使用Tensorflow/Keras之各種類神經網路、深度學習、CNN、特徵萃取等;此時會安排業師(速沛運動廖總經理)進行業界運動診斷實務介紹及地理圖資開發流程(巨鷗林總監),目的在讓學生了解業界如何進行運動員輔助;接著會進行專題實作規劃,此部分會請同學結合之前學習的運動原理及物聯生理資料收集方法進行不同運動活動量之生理數據收集,如靜止、緩慢運動、緩加速運動、爆發加速、及爆發後靜緩等階段之生理數據收集;接著利用Tensorflow/Keras之人工智慧套件建模進行分類訓練,如輸入層、池化層及平坦層等,準備第十七周之專題驗收。
第五進程包括雲端伺服器mongoDB架設及邊緣系統之架設,架設雲端及邊緣計算主要提供資源共享功能給予資料儲存及AI模型共享,讓終端使用者可以在移動情形下,方便使用AI預測結果,例如進行跑步或騎乘腳踏車等行動運算,最後得以即時呈現運動員在運動途徑上之疲勞程度,進而可以示警及修改訓練強度,此部分為本課程特色成果目標。專題呈現預計結合業界使用者經驗,進行實作,並培養同學完成專題轉競賽準備,並提供績優者畢業後優先錄用機會,做為企業儲備人才來源。

課程目標

本課程目標為提供一高階運動大數據內容,結合運動生理原理及物聯網技術介紹,尤其重視肌肉運動相關知識結合運動生理量測物聯裝置,學習以物聯數據量測預測運動生理反應,如疲勞及傷害之發生,最後以業界出題之運動員表現分析評估進行產學合作專題呈現,讓學生了解運動大數據應用的重要性,並應用到運動產業。過程會介紹人工智慧大數據分析學習訓練技術,包括類神經網路及深度學習並結合雲端運算進行資源共享;進而使學生畢業後可以結合運動理論進行運動實務推廣,進而對國民之健康提升有所助益。

課程特色

應用數位工具/技術:python、 Arduino、Tensorflow、Keras、Kibana、mongoDB

課程進度

CH1 體適能概論-肌動學(a)何為肌肉、肌纖維、肌蛋白(b)運動介入與肌肉發炎疲勞的關係與影響[東海吳旻寰教授]
CH2 運動生理/力學介紹[台體大陳重佑教授]
CH3 運動生理/力學介紹[台體大陳重佑教授]
CH4 業師上課:運動物聯感測器介紹:生理感測原理(ECG訊號解讀)[奇翼醫電李維中總經理/東海石志雄教授]
CH5 運動物聯感測器介紹:Arduino生理感測器種類/網路控制介面: Kibana [東海石志雄教授]
CH6 運動物聯感測器介紹:Arduino生理感測器種類/網路控制介面: Kibana [東海石志雄教授]
CH7 春假
CH8 運動疲勞傷害診斷程序 [東海石志雄教授]
CH9 運動生理數據處理:資料預處理(資料格式/雜訊去除):Python深度學習資料格式轉換(時/頻域轉換) [東海石志雄教授]
CH10 運動生理數據學習:Tensorflow資料特徵處理(CNN) [東海石志雄教授]
CH11 運動生理數據學習:機器學習(Keras Machine Learning) [東海石志雄教授]
CH12 運動生理數據學習:機器學習(Tensorflow時/頻域生理資料深度學習類神經訓練) [東海石志雄教授]
CH13 地理圖資工具 [東海石志雄教授]
CH14 運動物聯感測器介紹:生理訊號讀取介面(Garmin IQ3 SDK) [東海石志雄教授]
CH15 雲端資料庫系統建置:雲端伺服器建置(MCS server/mongoDB建置) [東海石志雄教授]
CH16 物聯雲端資料庫邊緣系統建置:物聯裝置與雲端介面邊緣計算[東海石志雄教授]
CH17 專題實作驗收[東海石志雄教授]