8台のカメラを備えた赤外線モーションキャプチャシステムは、下肢に軽量の反射マーカーを配置して正確な3Dキネマティックデータを記録することにより、履物の安定性を評価します。 200Hzなどの高サンプリング周波数で動作することにより、システムは足首の可動域の細かい詳細を捉え、靴の構造が怪我につながる異常な変位を効果的に制限しているかどうかを客観的に判断します。
このテクノロジーの核となる価値は、主観的なテストから生体力学的な検証への移行です。これにより、ハイカットカラーなどの靴のデザインが、動的な動き中の危険な関節角度を効果的に制限しているかどうかについての決定的な証拠が得られます。
客観的評価の仕組み
反射マーカーによる精密トラッキング
この評価の基盤は、足と下腿の主要な解剖学的ポイントに貼り付けられた軽量反射マーカーにあります。
8台のカメラの設定は連携して、これらのマーカーの正確な位置を3次元空間で三角測量します。
高周波データキャプチャ
高速な運動中の微細な動きを見逃さないように、システムは通常200Hz程度の高サンプリング周波数で動作します。
この高速により、エンジニアは分析をスローダウンし、靴の構造が負荷の下でエンゲージする正確な瞬間を観察できます。
生体力学的安定性の分析
可動域（ROM）の測定
安定性に関するシステムの主な出力は、足首関節の可動域（ROM）です。
関節が何度回転するかを定量化することにより、デザイナーは履物が提供する自由度または制限度を正確に把握できます。
矢状面および前額面分析
安定性は、複数の運動面、特に矢状面（前方/後方屈曲）と前額面（左右のローリング）で評価されます。
前額面を監視することは、足首の捻挫に関連する外側へのローリング運動が発生するため、安定性にとって重要です。
構造サポートの検証
データは、ハイカット構造の有効性などの特定の設計機能をテストするために使用されます。
モーションキャプチャデータが、ベースラインと比較して前額面でのROMの低下を示している場合、その設計は異常な変位を防ぐのに効果的であると検証されます。
制限の理解
環境的制約
これらの赤外線システムは非常に正確ですが、一般的に正しく機能するには制御された実験室環境が必要です。
これは、データは正確ですが、起伏のある地形や泥などの屋外の戦術的なシナリオで見られる予測不可能な変数を完全に反映していない可能性があることを意味します。
マーカー配置への依存
キネマティックデータの信頼性は、反射マーカーの正確な配置に完全に依存します。
マーカーが解剖学的ランドマークからわずかにずれて配置された場合、関節角度と安定性に関する結果のデータは不正確になります。
設計目標に合わせた適切な選択
このテクノロジーを効果的に活用するには、データフォーカスを特定の製品目標に合わせます。
- 怪我の予防が主な焦点の場合：前額面からのデータを優先して、靴が過度の外側へのローリング（内反/外反）を制限するようにします。
- 敏捷性とスピードが主な焦点の場合：矢状面データを分析して、靴が自然な歩行を過度に制限することなく、ランニングに必要な十分な柔軟性を提供することを確認します。
物理的な動きを定量化可能なメトリックに変換することにより、設計上の仮定を生体力学的な確実性に置き換えます。
概要表：
| 特徴 | 仕様/利点 | 目的 |
|---|---|---|
| カメラ数 | 8台の赤外線ユニット | 高精度3D三角測量 |
| サンプリングレート | 200Hz | 高速な微細な動きをキャプチャ |
| 追跡されるメトリック | 可動域（ROM） | 関節の回転と制限を定量化 |
| 主要な平面 | 矢状面と前額面 | 屈曲と横方向のローリングを分析 |
| 検証 | 構造サポート | ハイカットとカラーの有効性を証明 |
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参考文献
- Alireza Nasirzadeh, Giuk Lee. The Effects of a Custom−Designed High−Collar Shoe on Muscular Activity, Dynamic Stability, and Leg Stiffness: A Biomimetic Approach Study. DOI: 10.3390/biomimetics8030274
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .
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