Динамічне захоплення взуття для kirigami, призначене для зменшення ризиків ковзання та падінь

Втратити рівновагу та падіння відбувається не просто під час крижаних бостонських зим. Опір ковзання взуття може визначити, наскільки добре ви ходите по різних поверхнях, не втрачаючи рівноваги. Затискачі для взуття збільшують тертя, взаємодіючи з ходовою поверхнею, сприяючи підвищенню стійкості. У нещодавно опублікованому дослідженні дослідники з Брігемської та жіночої лікарні та Массачусетського технологічного інституту (MIT) представили біоінспірований допоміжний хід взуття на основі кирігамі, японського мистецтва різання паперу.

Кірігамі можна використовувати для створення дуже гнучких поверхонь, які застібаються від плоского листа до тривимірної фактурної поверхні. Нова підошва для взуття на основі кірігамі призначена для зменшення ризику ковзання та падінь, регулюючи, як людина робить кроки, збільшуючи тертя при спливаючих шипах у міру необхідності. В Природа біомедична інженерія, команда повідомляє про результати тестування на тертя на різних поверхнях, включаючи лід, виявивши, що підошва взуття кирігамі посилила тертя про землю, щоб отримати краще зчеплення зі слизькими поверхнями.

"Ми розробили це динамічна підошва для взуття, яка може давати вам зчеплення, коли вам це потрібно. Це, коли ви насправді ходите і рухаєтесь", — сказав автор-кореспондент Джованні Траверсо, MB, BChir, кандидат наук, гастроентеролог і інженер-біомедик відділу гастроентерології в Брігамі та MIT. "Ключовим моментом є те, що воно динамічне і має здатність регулювати тертя під час кроку. Поточні рішення, як затискачі, завжди мають присутні шипи, тому динамічне зчеплення взуття, яке може регулювати себе рухом, було б більш ідеальним способом пом’якшити падіння ».

Щоб дізнатися більше про динамічні способи модуляції тертя, дослідники шукали натхнення для природи, досліджуючи, як у тварин є луска або кігті, які вибірково збільшують тертя в певних ситуаціях. Вони визнали, що застосовуючи зміну форми підошви, вони можуть контролювати спливання шипів і модулювати тертя об поверхню завдяки гнучкому, що випирає характеру кірігамі. Щоб визначити набір фігур, які найкраще виконати це, команда змоделювала виконання кожної форми на те, як вона вискакувала під певними напругами.

Накладення кирігамі, спричинені пряжкою, були побудовані із застосуванням сталі та прикріплених до підошви взуття, що дозволяє динамічно налаштовувати властивості тертя поверхні ходіння. Траверсо та його колеги випробовували підошви, створюючи плоскі або вискочені версії та вимірювали тертя на різних поверхнях, включаючи лід, вініл та листяну деревину, щоб визначити оптимальну конформацію. Спочатку вони випробовували спливаючі конструкції у вигляді аркуша, який перетягували по різних поверхнях. Потім команда випробувала конструкції на трьох людських предметах, розмістивши простирадла на взуттєвих підошвах і провівши випробовуваних ходити по брилі льоду, який був розміщений на поверхні, яка вимірювала кількість сили. Здійснюючи тематику, що ходить по льоду як з підошвою, так і без неї, команда може отримати відчуття механіки, що стоїть за конструкцією.

Результати показали, що рукоятки взуття для кірігамі змогли посилити властивості тертя між підошвою та пішохідною поверхнею, пом’якшуючи ковзання та падіння. Команда повідомляє, що використання взуття для взуття в кірігамі може досягти більшого тертя, ніж спостереження зі звичайними зимовими черевиками в два-три рази. Хоча початкові конструкції були побудовані з нержавіючої сталі для підтвердження концепції, тепер дослідники застосовують цю концепцію до інших матеріалів, які сьогодні частіше використовуються. Вони також зосереджуються на створенні прототипів, де зчеплення вже вбудовано в черевик, на відміну від додавання.

"Зараз ми працюємо над застосуванням і включенням лещата в різні черевики", — сказав Траверсо. "Хватки можуть бути корисними в спортивній взуттєвій промисловості, в стандартному взутті, що використовується в повсякденній обстановці, і в ситуаціях з професійним здоров'ям, де може бути підвищений ризик прослизання".

Facebook Comments