埋め込み型フォースプレートは、傾斜面での滑りのリスクを評価するための基本的なデータ取得ツールとして機能します。 歩行の立脚期中に、リアルタイムの3次元地面反力（GRF）を記録することにより機能し、特に垂直方向と前後方向のせん断力を分離して、歩行面にかかる物理的な要求を定量化します。
埋め込み型フォースプレートの主な価値は、必要とされる摩擦係数（RCOF）を計算するために必要な運動学的測定値を提供する能力にあります。この指標は、人が安定を保つために必要な正確な摩擦量を定義し、研究者が滑りの確率を直接評価できるようにします。
必要な運動学的データの取得
滑りのリスクを理解するには、まず人が地面とどのように相互作用するかを定量化する必要があります。埋め込み型フォースプレートは、この分析に必要な詳細なデータを提供します。
リアルタイム3D測定
フォースプレートは単に体重を検出するだけでなく、3次元地面反力（GRF）をリアルタイムで収集します。
これにより、静的なスナップショットではなく、作用している力の全体像を把握できます。
せん断力と垂直力の分離
滑り分析において、2つの特定の力成分が重要です：垂直力（下向きの圧力）と前後せん断力（水平方向の押し引き）。
これら2つの特定の力の比率は、滑りを予測するための数学的基礎となります。
立脚期の分析
データ収集は、歩行の立脚期、つまり足が地面に接触している正確な瞬間に焦点を当てています。
これは、摩擦が安定性に関連する唯一の時間であり、すべての運動学的測定の焦点となります。
生データからリスク分析へ
生の力データだけでは安全性を示すものではありません。データは、履物とランプの間の相互作用を評価するための実行可能な指標に変換される必要があります。
必要とされる摩擦係数（RCOF）の計算
フォースプレートからの運動学的測定値は、必要とされる摩擦係数（RCOF）を計算するために使用される主要な入力です。
RCOFは、歩行者の足が滑ることなく動きをサポートするために必要な最小限の摩擦を表します。
滑りの確率の評価
RCOFを分析することにより、研究者は履物の靴底と歩行面との間の相互作用力を評価できます。
RCOFが床の利用可能な摩擦を超える場合、滑りの確率は大幅に増加します。
分析上の制約の理解
埋め込み型フォースプレートは正確ですが、データを正しく解釈するために、それが何を測定し、何を測定しないかを理解することが重要です。
要求（Demand）の測定、供給（Supply）の測定ではない
フォースプレートは、歩行者が床に要求する要求（demand）（どれだけの摩擦が*必要か*）を測定します。
床材自体の利用可能な摩擦を測定するのではなく、歩行者の動きが安全である可能性のあるよりも多くの摩擦を必要としているかどうかを特定するだけです。
目標に応じた適切な選択
フォースプレートの役割を理解することで、特定の目的に応じてデータを効果的に適用できます。
- 生体力学研究が主な焦点の場合： フォースプレートを使用して、前後せん断力を分析し、異なる傾斜角度での歩行の変化を理解します。
- 安全評価が主な焦点の場合： フォースプレートから導き出される必要とされる摩擦係数（RCOF）に焦点を当て、特定のランプ角度が標準的な履物に対して高い滑り確率をもたらすかどうかを判断します。
立脚期中の特定の相互作用力を分離することにより、埋め込み型フォースプレートは主観的な観察を客観的で定量化可能なリスク評価に変換します。
概要表：
| 主要指標 | フォースプレートが提供するデータ | 滑り分析における重要性 |
|---|---|---|
| 垂直力 | 立脚中の下向き圧力 | 摩擦計算の法線力ベースを確立する |
| せん断力 | 水平方向の押し引き力 | 床面にかかる物理的な要求を特定する |
| RCOF | せん断力と垂直力の比率 | 人が滑るのを防ぐために必要な最小限の摩擦 |
| 立脚期 | リアルタイム3D運動学的データ | 接触時の重要な相互作用力を取得する |
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参考文献
- Amitava Halder, Chuansi Gao. Gait Biomechanics While Walking Down an Incline After Exhaustion. DOI: 10.1007/s10694-023-01402-x
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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