Las plantillas inteligentes equipadas con resistencias sensibles a la fuerza (FSR) de película delgada recopilan principalmente datos para generar mapas de distribución de presión plantar y rastrear la trayectoria del movimiento del centro de presión (Yc). Integrados específicamente en las regiones del antepié y el talón, estos sensores utilizan el efecto piezoresistivo para convertir la presión mecánica del pie en señales eléctricas cuantificables.
Al monitorear la trayectoria específica del centro de presión, estos sistemas brindan información crítica sobre cómo los individuos ajustan su centro de gravedad para mantener el equilibrio, particularmente en superficies con niveles de fricción variables.
Los datos principales recopilados
Mapas de distribución de presión plantar
La salida principal de las plantillas equipadas con FSR es un mapeo de la distribución de la presión en todo el pie.
Al colocar los sensores estratégicamente en el antepié y el talón, el sistema captura cómo se aplica el peso durante la fase de apoyo del ciclo de la marcha.
Trayectoria del centro de presión (Yc)
Más allá del peso estático, los sensores calculan el movimiento dinámico del centro de presión, específicamente denominado coordenada Yc.
Esta variable revela la trayectoria precisa que toma el centro de fuerza a medida que el pie se desplaza desde el golpe de talón hasta el despegue de los dedos.
El seguimiento de la trayectoria Yc es esencial para analizar la estabilidad, ya que resalta los microajustes que una persona realiza para mantenerse erguida.
El mecanismo de acción
El efecto piezoresistivo
La tecnología FSR se basa en el efecto piezoresistivo para funcionar.
Cuando se aplica presión mecánica a la resistencia de película delgada, su resistencia eléctrica cambia en proporción a la fuerza.
Este cambio físico se convierte instantáneamente en una señal eléctrica, que sirve como datos brutos para el análisis de la marcha.
Respuesta de equilibrio y fricción
Los datos recopilados no se tratan solo del impacto, sino de la interacción con el entorno.
El sistema es capaz de detectar específicamente cómo se desplaza el centro de gravedad en respuesta a factores externos.
Esto permite el análisis de las estrategias de equilibrio utilizadas al caminar sobre superficies con diferentes niveles de fricción (por ejemplo, terreno resbaladizo frente a terreno rugoso).
Comprensión de las compensaciones
Colocación de sensores discretos
Los datos se derivan de regiones específicas (antepié y talón) en lugar de una cuadrícula continua y densa de píxeles que cubre todo el pie.
Si bien es eficiente para calcular el equilibrio general y los puntos de presión principales, esta configuración puede pasar por alto anomalías de presión localizadas en el mediopié o el arco.
Evaluación indirecta del equilibrio
Las plantillas miden la presión para inferir el comportamiento del centro de gravedad.
Si bien es muy preciso para analizar la interacción con la superficie, estos datos representan el resultado de la mecánica del equilibrio en lugar de medir el balanceo del cuerpo directamente en el torso o la cabeza.
Aprovechamiento de los datos FSR para el análisis biomecánico
Para maximizar la utilidad de las plantillas inteligentes, debe hacer coincidir la salida de datos con sus necesidades analíticas específicas.
- Si su enfoque principal es el análisis de la estabilidad: Priorice los datos de la trayectoria del centro de presión (Yc) para observar cómo el sujeto ajusta su centro de gravedad para compensar las superficies de baja fricción.
- Si su enfoque principal es el monitoreo de impacto: Concéntrese en los mapas de distribución de presión plantar generados a partir de los sensores del talón y el antepié para identificar áreas de alta carga durante el ciclo de la marcha.
Comprender estos puntos de datos específicos transforma las señales de voltaje brutas en una imagen clara de la estabilidad humana y la dinámica de la marcha.
Tabla resumen:
| Punto de datos | Tecnología del sensor | Función clave | Información biomecánica |
|---|---|---|---|
| Mapa de presión plantar | FSR de película delgada | Captura la distribución del peso | Identifica áreas de alta carga (antepié/talón) |
| Trayectoria CoP (Yc) | Efecto piezoresistivo | Rastrea el movimiento de la presión | Analiza el equilibrio y los cambios de gravedad |
| Dinámica de la marcha | Conversión de señal | Monitorea los rodillos del talón a la punta | Evalúa la respuesta a la fricción de la superficie |
| Métricas de estabilidad | Señal eléctrica | Cuantifica los microajustes | Evalúa la postura y el riesgo de caídas |
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Referencias
- Shuo Xu, Anahita Emami. Slip Risk Prediction Using Intelligent Insoles and a Slip Simulator. DOI: 10.3390/electronics12214393
Este artículo también se basa en información técnica de 3515 Base de Conocimientos .
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