2025年大學(xué)《智能體育工程》專業(yè)題庫——運動設(shè)備智能化設(shè)計與研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（每題2分，共20分。下列每小題備選答案中，只有一項是最符合題意的。）1.在智能運動設(shè)備中，用于測量人體加速度變化的傳感器主要是？A.光電傳感器B.電容傳感器C.霍爾傳感器D.加速度計2.下列哪種技術(shù)通常不用于運動數(shù)據(jù)的實時傳輸？A.藍(lán)牙B.ZigbeeC.USBD.Wi-Fi3.在設(shè)計可穿戴智能運動設(shè)備時，優(yōu)先考慮的因素通常是？A.設(shè)備的尺寸最大化B.電池續(xù)航時間最短C.材料的最高強(qiáng)度D.外觀的最時尚性4.用于分析運動員跑步姿態(tài)、步頻等生物力學(xué)參數(shù)的技術(shù)主要是？A.機(jī)器視覺識別B.心率變異性分析C.GPS定位追蹤D.壓力傳感器測量5.以下哪種算法不常用于從運動數(shù)據(jù)中識別異常模式或進(jìn)行實時反饋？A.K-近鄰算法B.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)C.線性回歸D.支持向量機(jī)6.智能運動設(shè)備中，負(fù)責(zé)執(zhí)行程序指令和處理數(shù)據(jù)的核心部件是？A.傳感器B.執(zhí)行器C.嵌入式處理器D.通信模塊7.當(dāng)智能運動設(shè)備需要長時間穩(wěn)定工作在運動場景下時，設(shè)計時重點考慮的是？A.最低的成本B.最高的性能C.最強(qiáng)的防水性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性D.最快的響應(yīng)速度8.以下哪項不屬于智能運動設(shè)備人機(jī)交互設(shè)計的關(guān)鍵考慮因素？A.顯示信息的易讀性B.操作的便捷性C.設(shè)備的重量分布D.數(shù)據(jù)反饋的實時性9.在進(jìn)行智能運動設(shè)備原型設(shè)計時，首要步驟通常是？A.進(jìn)行詳細(xì)的系統(tǒng)測試B.完成最終硬件選型C.進(jìn)行用戶需求分析D.撰寫技術(shù)規(guī)格文檔10.利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)分析長期運動數(shù)據(jù)，以提供個性化訓(xùn)練建議和健康評估，屬于智能體育工程的哪個方面？A.設(shè)備硬件研發(fā)B.軟件算法開發(fā)C.運動表現(xiàn)增強(qiáng)D.運動科學(xué)決策支持二、填空題（每空1分，共15分）1.智能運動設(shè)備的數(shù)據(jù)采集通常涉及______、______和______等多種傳感器。2.為了保證運動數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)______和______。3.嵌入式系統(tǒng)是智能運動設(shè)備的“大腦”，通常采用______架構(gòu)。4.設(shè)計運動設(shè)備時，需要考慮人體工程學(xué)原理，以實現(xiàn)良好的______和______。5.物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)使得智能運動設(shè)備能夠接入______，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理。6.機(jī)器學(xué)習(xí)算法在智能運動設(shè)備中可用于______、______和______等方面。7.智能運動設(shè)備的研究不僅包括技術(shù)設(shè)計，還包括相關(guān)的______和______研究。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.運動傳感器2.嵌入式系統(tǒng)3.人機(jī)交互4.運動表現(xiàn)增強(qiáng)四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述智能運動設(shè)備中常用的無線通信技術(shù)及其特點。2.闡述在智能運動設(shè)備設(shè)計中，如何平衡性能、功耗和成本之間的關(guān)系。3.簡述進(jìn)行智能運動設(shè)備用戶需求分析的主要步驟。4.解釋什么是“運動數(shù)據(jù)的特征提取”，并舉例說明其在智能運動設(shè)備中的應(yīng)用。五、論述題（每題10分，共20分）1.結(jié)合智能體育工程的發(fā)展趨勢，論述智能運動設(shè)備在提升運動表現(xiàn)方面的作用和潛力。2.探討在設(shè)計和研究智能運動設(shè)備時，需要考慮的主要挑戰(zhàn)和倫理問題。試卷答案一、單項選擇題（每題2分，共20分。下列每小題備選答案中，只有一項是最符合題意的。）1.D2.C3.B4.A5.C6.C7.C8.C9.C10.D二、填空題（每空1分，共15分）1.生理參數(shù)；運動狀態(tài)；環(huán)境參數(shù)2.預(yù)處理；后處理3.微控制器4.可用性；舒適性5.云平臺6.數(shù)據(jù)分析；模式識別；決策支持7.系統(tǒng)集成；測試評估三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.運動傳感器：指能夠檢測和測量人體運動狀態(tài)或生理參數(shù)，并將這些信息轉(zhuǎn)換為可處理信號的裝置，如加速度計、陀螺儀、心率傳感器等。2.嵌入式系統(tǒng)：特指服務(wù)于特定應(yīng)用場景的計算機(jī)系統(tǒng)，通常嵌入于larger設(shè)備或系統(tǒng)中，智能運動設(shè)備的核心控制單元就是嵌入式系統(tǒng)。3.人機(jī)交互：指人與智能運動設(shè)備之間進(jìn)行信息交換和交互的過程，包括用戶如何操作設(shè)備以及設(shè)備如何向用戶反饋信息。4.運動表現(xiàn)增強(qiáng)：指利用智能運動設(shè)備的技術(shù)手段，幫助運動員改善技術(shù)動作、提升運動能力、預(yù)防運動損傷等，從而提高整體運動表現(xiàn)。四、簡答題（每題5分，共20分）1.智能運動設(shè)備中常用的無線通信技術(shù)主要有藍(lán)牙、Wi-Fi和Zigbee。藍(lán)牙技術(shù)具有低功耗、短距離、易用性強(qiáng)的特點，適用于設(shè)備間近距離數(shù)據(jù)傳輸，如智能手環(huán)與手機(jī)的數(shù)據(jù)同步。Wi-Fi技術(shù)傳輸速率高、覆蓋范圍廣，適用于需要上傳大量數(shù)據(jù)到云端或局域網(wǎng)內(nèi)的場景，但功耗相對較高。Zigbee技術(shù)低功耗、自組網(wǎng)能力強(qiáng)，適用于需要大量設(shè)備（如傳感器網(wǎng)絡(luò)）在較大范圍內(nèi)進(jìn)行低速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊?，如智能跑鞋組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)。2.在智能運動設(shè)備設(shè)計中，平衡性能、功耗和成本的關(guān)系是一個關(guān)鍵問題。性能是設(shè)備的核心競爭力，需要滿足用戶對數(shù)據(jù)精度、功能多樣性、響應(yīng)速度等方面的要求。功耗直接影響設(shè)備的續(xù)航時間，是用戶非常關(guān)心的指標(biāo)，需要在滿足性能需求的前提下，選擇低功耗的硬件組件和優(yōu)化軟件算法。成本則關(guān)系到產(chǎn)品的市場競爭力，需要在保證性能和合理功耗的前提下，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計和規(guī)?；a(chǎn)，選擇性價比高的元器件和工藝。設(shè)計師需要在三者之間找到最佳平衡點，根據(jù)目標(biāo)用戶群體和產(chǎn)品定位，確定優(yōu)先級，例如，對于注重長續(xù)航的便攜式設(shè)備，可能優(yōu)先考慮低功耗設(shè)計；而對于專業(yè)級設(shè)備，則可能優(yōu)先保證極致的性能。3.進(jìn)行智能運動設(shè)備用戶需求分析的主要步驟包括：①用戶調(diào)研：通過問卷、訪談、觀察等方法，了解目標(biāo)用戶的運動習(xí)慣、需求痛點、期望功能等。②需求整理：將收集到的原始信息進(jìn)行歸納、分類和提煉，形成初步的需求列表。③需求分析：對需求進(jìn)行可行性、必要性、優(yōu)先級等方面的分析，判斷其合理性和實現(xiàn)難度。④需求規(guī)格化：將分析后的需求轉(zhuǎn)化為清晰、具體、可衡量的技術(shù)規(guī)格要求，作為后續(xù)設(shè)計和開發(fā)的基礎(chǔ)。⑤驗證確認(rèn)：通過與用戶再次溝通或原型測試等方式，確認(rèn)需求規(guī)格是否準(zhǔn)確反映了用戶的真實需求。4.運動數(shù)據(jù)的特征提取是指從原始的、高維度的運動數(shù)據(jù)中，識別并提取出能夠有效表征運動狀態(tài)或特征的關(guān)鍵信息的過程。原始運動數(shù)據(jù)可能包含大量噪聲和冗余信息，直接使用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的分析會效果不佳。特征提取的目標(biāo)是減少數(shù)據(jù)的維度，突出重要信息，簡化后續(xù)的分析和建模。例如，從加速度傳感器的時序數(shù)據(jù)中提取步頻、步幅、姿態(tài)角等特征，可以用來評估運動員的跑步經(jīng)濟(jì)性或技術(shù)動作的規(guī)范性；從心率數(shù)據(jù)中提取心率變異性（HRV）等特征，可以用于評估運動員的疲勞狀態(tài)或自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。提取出的特征更易于被機(jī)器學(xué)習(xí)算法處理，也更適合用于實時反饋和決策支持。五、論述題（每題10分，共20分）1.智能運動設(shè)備在提升運動表現(xiàn)方面發(fā)揮著越來越重要的作用，其作用和潛力體現(xiàn)在多個方面。首先，通過集成多種傳感器，智能運動設(shè)備能夠?qū)崟r、精確地采集運動員的運動數(shù)據(jù)，如速度、加速度、角度、心率、呼吸等，為運動表現(xiàn)分析提供了客觀依據(jù)。其次，設(shè)備內(nèi)置的算法可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提供即時的反饋和指導(dǎo)，如實時糾正跑姿、調(diào)整揮拍軌跡等，幫助運動員優(yōu)化技術(shù)動作，提高效率。再次，通過連接云平臺和大數(shù)據(jù)分析，智能運動設(shè)備能夠記錄運動員長期的發(fā)展軌跡，進(jìn)行科學(xué)的訓(xùn)練負(fù)荷管理，預(yù)測運動風(fēng)險，制定個性化的訓(xùn)練計劃，從而實現(xiàn)更高效、更安全的訓(xùn)練。此外，智能設(shè)備還可以通過游戲化、社交互動等方式，激發(fā)運動員的訓(xùn)練興趣和積極性。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴技術(shù)等的發(fā)展，未來智能運動設(shè)備將更加智能化、個性化和集成化，能夠更深入地挖掘運動數(shù)據(jù)的價值，提供更全面、更精準(zhǔn)的運動表現(xiàn)增強(qiáng)方案，潛力巨大。2.在設(shè)計和研究智能運動設(shè)備時，面臨的主要挑戰(zhàn)和倫理問題包括：技術(shù)挑戰(zhàn)方面，如何提高傳感器在復(fù)雜運動環(huán)境下的精度和穩(wěn)定性，如何降低設(shè)備功耗以延長續(xù)航，如何確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院蛯崟r性，如何優(yōu)化算法以提供更智能、更準(zhǔn)確的反饋，以及如何實現(xiàn)設(shè)備的小型化、輕量化和舒適性設(shè)計等。倫理問題方面，首先涉及用戶隱私保護(hù)，智能運動設(shè)備會采集大量用戶的個人生理和運動數(shù)據(jù)，如何確保數(shù)據(jù)的安全存儲、合法使用和防止泄露是核心問題。其次，算法的公平性和透明度，特別是涉及性能預(yù)測、傷病風(fēng)險評估等功能的算法，需要避免潛在的偏見和歧視，其決策過程應(yīng)盡可能透明，讓用戶理