Ny kirigami-baseret skosål kan hjælpe med at afbøde risikoen for at glide og falde

At miste balancen og falde sker ikke kun under iskolde Boston -vintre. Skoens skridstyrke kan afgøre, hvor godt du går på forskellige overflader uden at miste balancen. Skohåndtag øger friktionen ved at interagere med gangoverfladen, hjælper med at øge stabiliteten. I en nylig offentliggjort undersøgelse, efterforskere fra Brigham og Women's Hospital og Massachusetts Institute of Technology (MIT) præsenterede et bioinspireret hjælpende skogreb baseret på kirigami, den japanske kunst til papirskæring. Kirigami kan bruges til at skabe meget fleksible overflader, der spænder fra et fladt ark til en tredimensionel struktureret overflade.

Den nye kirigami-baserede skosål er beregnet til at reducere risikoen for at glide og falde ved at justere, når en person træder, øget friktion med pop-up pigge efter behov. I Natur Biomedicinsk teknik , teamet rapporterer resultaterne af friktionstest på en række overflader, herunder is, at finde ud af, at kirigami -skoen såler øget friktion med jorden for at få et bedre greb om glatte overflader.

Det, vi udviklede, er en dynamisk skosål, der kan give dig greb, når du har brug for det, hvilket er når du faktisk går og bevæger dig. Nøglen er, at den er dynamisk og har kapacitet til at justere friktion, når du tager et skridt. Nuværende løsninger som klamper har pigge, der altid er til stede, så et dynamisk sko -greb, der kunne justere sig selv med bevægelse, ville være en mere ideel måde at dæmpe fald på. "

Giovanni Traverso, MB, BChir, Ph.d., medforfatter, gastroenterolog og biomedicinsk ingeniør i Division of Gastroenterology ved Brigham og MIT

For at lære mere om dynamiske måder at modulere friktion på, forskerne kiggede på naturen for at få inspiration, undersøge, hvordan dyr har skalaer eller kløer, der selektivt øger friktion i visse situationer. De erkendte, at ved at anvende ændring i sålens form, de kunne kontrollere, at piggerne dukker op og modulere friktion med overfladen på grund af den fleksible, kirigamis spændende karakter. For at identificere det sæt af former, der bedst ville opnå dette, holdet modellerede hver forms præstation på, hvordan den dukkede op under visse belastninger.

De buckling-inducerede kirigami-plaster blev konstrueret ved hjælp af stål og fastgjort til skosåler, muliggør dynamisk afstemning af gangfladens friktionsegenskaber. Traverso og kolleger testede sålerne ved at oprette flade eller poppede versioner og målte friktionen på forskellige overflader, herunder is, vinyl og hårdttræ for at identificere den optimale konformation. De testede oprindeligt pop-up-designs i form af et ark, der blev trukket hen over forskellige overflader. Derefter testede teamet designene på tre mennesker ved at placere arkene på skosåler og lade emnerne gå på en isblok, der blev placeret på en overflade, der målte mængden af ​​kraft. Ved at få emnerne til at gå på isen både med og uden sålerne, teamet kunne få en fornemmelse af mekanikken bag designet.

Resultaterne viste, at kirigami -grebene kunne forbedre friktionsegenskaberne mellem sålerne og gangfladen, dæmpende skråninger og fald. Teamet rapporterer, at brugen af ​​kirigami-skohåndtaget kunne opnå en større friktion end den, der observeres med standard vinterstøvler to til tre gange. Selvom de første designs blev konstrueret med rustfrit stål til bevis for konceptet, forskerne anvender nu konceptet på andre materialer, der er mere almindeligt brugt i dag. De fokuserer også på at skabe prototyper, hvor grebet allerede er indbygget i skoen i modsætning til at blive tilføjet på.

"Vi arbejder nu på at anvende og integrere grebene i forskellige sko, "sagde Traverso." Grebene kan være nyttige i sportsskoindustrien, i standardsko, der bruges i de daglige indstillinger, og i arbejdsmiljøsituationer, hvor der kan være en øget risiko for glidning. "

• Undersøgelse:Biologiske komponenter kombineret med socioøkonomiske faktorer øger tandfald
• Gastrisk bypass -kirurgi er den mest effektive behandling til behandling af type 2 -diabetes