Forscher am MIT wollen die Art und Weise revolutionieren, wie Läufer ihre Laufschuhe auswählen, mit einem neuen Vorhersagemodell, das die spezifischen Eigenschaften des Schuhs und ihre Auswirkungen auf die Leistung des Läufers berücksichtigt.
Das einfache Modell berücksichtigt Faktoren wie Größe, Gewicht, andere Körpermaße sowie Schuheigenschaften wie die Steifigkeit und Flexibilität der Zwischensohle. Anhand dieser Daten simuliert das Modell, wie sich der Laufstil einer Person durch einen bestimmten Schuh beeinflusst werden würde.
Dieses Modell ermöglicht es den Forschern, Veränderungen in der Laufmechanik basierend auf verschiedenen Schuhtypen zu simulieren, um denjenigen auszuwählen, der die besten Ergebnisse liefert, definiert als Minimierung des Energieverbrauchs des Läufers.
Die Wissenschaftler planen, das Modell so zu verbessern, dass Verbraucher eines Tages eine ähnliche Version nutzen können, um Schuhe auszuwählen, die am besten zu ihrem individuellen Laufstil passen.
Das Modell, das in einer Studie veröffentlicht wurde, die diesen Monat im Journal of Biomechanical Engineering erschienen ist, wurde von Sarah Fay, einer Doktorandin im Sports Lab des MIT und dem Institut für Daten, Systeme und Gesellschaft (IDSS), sowie Anette „Peko“ Hosoi, einer Professorin für Maschinenbau am MIT, entwickelt.
Das neue Modell basiert auf Gesprächen mit Designern in der Schuhindustrie, wo 3D-Drucktechnologie bei der Schuhproduktion eingesetzt wird. Diese Designs nutzen Zwischensohlenmaterialien mit unterschiedlichen Eigenschaften, um eine flexible Anpassung in bestimmten Bereichen des Fußes zu ermöglichen.
„Mit der 3D-Drucktechnologie können Designer jeden Aspekt des Materials lokal manipulieren“, sagt Hosoi. „Sie kamen zu uns mit der Frage: ‚Wir können alles machen. Was sollten wir beachten?'“
„Das Problem des Designs besteht darin, vorherzusagen, wie ein Läufer auf einen völlig neuen Schuh reagieren wird“, fügt Fay hinzu. „Man muss die Dynamik des Läufers zusammen mit den Eigenschaften des Schuhs berücksichtigen.“
Das von Fay und Hosoi entwickelte Modell ist eine vereinfachte Darstellung der Dynamik eines Läufers. Basierend auf den Forschungen von Thomas McMahon, der in den 1970er Jahren seine Arbeit der Biomechanik widmete, schufen Fay und Hosoi ein Modell, das die mechanischen Aspekte einer Läuferbewegung berücksichtigt. McMahons „Feder-Masse-Modell“ ermöglichte Vorhersagen darüber, wie schnell eine Person auf verschiedenen Oberflächen laufen kann. Die Forschung zeigte, dass Läufer auf weichen Oberflächen, die die natürliche Laufdynamik unterstützen, schneller laufen sollten.
„McMahons Arbeit zeigte, dass auch ohne Berücksichtigung aller Details des menschlichen Körpers signifikante Ergebnisse in Bezug auf das Design für sportliche Leistung erzielt werden können“, sagt Fay.
Das Modell von Fay und Hosoi ist ein Schritt nach vorn auf der Suche nach der Optimierung der Auswahl von Laufschuhen für jeden einzelnen Läufer. In Zukunft könnte ein ähnliches Modell von Verbrauchern genutzt werden und sogar das Drucken maßgeschneiderter Schuhe ermöglichen, die perfekt an den individuellen Laufstil jeder Person angepasst sind.
FAQ:
1. Wie beeinflusst die Schuhgröße die Leistung eines Läufers?
Die Schuhgröße kann die Leistung eines Läufers erheblich beeinflussen. Ein Schuh, der einer Person gut passt, kann eine andere behindern. Schuheigenschaften wie die Steifigkeit und Flexibilität der Zwischensohle können den Laufstil einer Person beeinflussen.
2. Wie sagt das neue Modell die Auswirkungen von Schuh-Eigenschaften auf die Leistung eines Läufers voraus?
Das neue Modell berücksichtigt Faktoren wie Größe, Gewicht, andere Körpermaße sowie Schuheigenschaften wie die Steifigkeit und Flexibilität der Zwischensohle. Anhand dieser Daten simuliert das Modell, wie sich der Laufstil einer Person durch verschiedene Schuhe beeinflusst werden würde, und ermöglicht es den Forschern, Veränderungen in der Laufmechanik zu analysieren.
3. Was ist das Ziel der zukünftigen Verbesserung des Modells?
Die Forscher planen, das Modell so zu verbessern, dass Verbraucher eines Tages eine ähnliche Version nutzen können, um Schuhe auszuwählen, die am besten zu ihrem individuellen Laufstil passen. Mit 3D-Drucktechnologie könnten maßgeschneiderte Schuhe, die perfekt auf den Laufstil jeder Person zugeschnitten sind, sogar auf Abruf gedruckt werden.
Schlüsselbegriffe:
– Läuferdynamik: Beschreibt die Bewegung eines Läufers während des Laufens, einschließlich der Veränderungen in Geschwindigkeit, Richtung und den auf den Körper einwirkenden Kräften während des Laufens.
– Flexibilität der Zwischensohle: Bezieht sich auf die Fähigkeit der Zwischensohle eines Schuhs, sich während des Laufens an die Bewegungen des Fußes anzupassen und sich zu biegen.
– 3D-Drucktechnologie: Eine Fertigungstechnik, bei der dreidimensionale Objekte Schicht für Schicht auf Basis eines digitalen Modells aufgebaut werden.
– Leistung des Läufers: Bezieht sich auf die Effizienz und Effektivität der Leistung eines Läufers, einschließlich der Minimierung des Energieverbrauchs.
Verwandte Links:
– Massachusetts Institute of Technology
– Journal of Biomechanical Engineering
– [Video](https://www.youtube.com/embed/POwKiQDKIRk)
The source of the article is from the blog newyorkpostgazette.com