3D打印的智能鞋墊設計可隨身進行足部壓力測繪
無論你是運動員還是被足部疼痛困擾的人,消除鞋底的高壓區域是很重要的。一種實驗性的鞋墊可以提供幫助,它可以顯示在各種活動中這些區域的位置。為了製作一個人的腳底的”壓力圖”,一位專家將讓他們赤腳走過一個足部診所的壓力敏感地板墊。然後將為病人定製鞋墊,以減輕他們腳上最容易發生壓力的部位的形狀。
雖然這個系統運作良好,但慢慢走過一小段墊子並不一定能反映出一個人在整個典型的一天中對他們的腳做了什麼。而對於運動員來說,它肯定不能全面反映他們在跑步和跳躍時的腳部壓力。
儘管目前的原型是硬接線的,但計劃要求最終版本是無線的Marco Binelli, ETH Zurich
為了尋求更好的替代方案,來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院、Empa和EPFL研究機構的科學家開發了新的鞋墊。穿在現有的一雙鞋裡,這些裝置包含多個壓電傳感器,位於通常發生壓力集中的地方。
雖然目前的原型是與計算機和電源硬連接的,但研究人員的想法是,最終的無線版本可以全天佩戴,記錄和繪製壓力點。然後,這些數據可以被用來生產一套3D打印的定制永久鞋墊。
事實上,壓力感應鞋墊本身就是3D打印的。首先,鋪設一個由矽膠和纖維素納米顆粒組成的柔性底層。接下來,使用導電銀墨水將導體印在該基底上。然後用碳黑墨水將傳感器印在導體上。最後,再塗上一層矽膠以保護電子器件。
這種相對簡單和廉價的生產過程是該技術的主要賣點之一,因為它將使鞋墊以比現有產品低得多的價格出售。而在迄今為止進行的測試中,新鞋墊的表現非常好。
“可以從檢測到的壓力模式中看出一個人是否在走路、跑步、爬樓梯,甚至是背負重物–在這種情況下,壓力會更多地轉移到腳跟,”Empa和ETH的Gilberto Siqueira是這項研究的共同負責人。
關於這項研究的論文最近發表在《科學報告》雜誌上。