Integrar el armazón del exoesqueleto directamente en la suela de la zapatilla crea una interfaz estable y de alto rendimiento que aplica el par de asistencia de manera eficiente, al tiempo que preserva la marcha natural del corredor. Al modificar permanentemente el calzado deportivo estándar, los investigadores garantizan que la fuerza mecánica se transmita directamente al suelo sin el deslizamiento, la fricción de la piel o la incomodidad asociados con los soportes externos tradicionales.
El objetivo principal de esta integración es eliminar las variables de dolor e inestabilidad mecánica, asegurando que los datos experimentales reflejen el rendimiento fisiológico real en lugar de la reacción de un usuario a un equipo incómodo.
Garantizar la integridad de los datos
Minimizar el ruido experimental
En los experimentos biomecánicos, la fiabilidad de los datos depende de la consistencia del comportamiento del usuario. Si un dispositivo causa dolor o se desliza, el usuario alterará inconscientemente su marcha para compensar.
Al mantener la familiaridad con la mecánica del calzado, este diseño garantiza que el usuario se mueva de forma natural. Esto garantiza que los datos recopilados durante las sesiones de entrenamiento de optimización prolongadas sigan siendo coherentes y científicamente válidos.
Reducir las distracciones físicas
Los soportes voluminosos tradicionales crean puntos de presión y fricción en la piel que distraen al usuario y distorsionan los resultados.
La integración del armazón elimina estos puntos de contacto externos. Esto permite al sujeto centrarse por completo en la tarea de correr, en lugar de lidiar con la incomodidad del dispositivo.
Optimizar la transmisión de fuerza
Aplicación directa de par
Para ser eficaz, un exoesqueleto debe transferir energía de manera eficiente del motor al suelo.
La integración del armazón garantiza que el par de asistencia se aplique de forma directa y estable a la interfaz pie-suelo. Esto elimina la holgura o el retraso mecánico que a menudo se encuentran en los sistemas basados en correas.
Manejo de cargas elevadas
Las zapatillas estándar por sí solas no pueden soportar las fuerzas generadas por los exoesqueletos avanzados.
Al integrar placas de fibra de carbono y puntos de fijación dedicados, el calzado modificado puede soportar pares de asistencia máximos de hasta 54 Nm. Esto refuerza la estructura de la zapatilla para manejar fuerzas muy superiores a la producción humana normal.
Aprovechar la ergonomía existente
Utilización del acolchado incorporado
Las zapatillas deportivas ya están diseñadas para la absorción de impactos y la estabilidad.
En lugar de reinventar la rueda, este enfoque aprovecha el acolchado inherente de la zapatilla. Esto mantiene la comodidad y protege las articulaciones del usuario durante la fase de alto impacto de la carrera al aire libre.
Preservar el movimiento natural
Las abrazaderas externas pueden restringir la flexión y el balanceo natural del pie.
Debido a que la modificación es interna, la zapatilla conserva gran parte de su perfil original. Esto apoya los movimientos naturales al aire libre, permitiendo entornos de prueba más realistas fuera del laboratorio.
Comprender las compensaciones
Permanencia de la modificación
Este enfoque requiere alterar permanentemente las zapatillas de correr de alto rendimiento.
El calzado se convierte en un componente dedicado del sistema exoesqueleto. No se puede revertir fácilmente a zapatillas de correr estándar para uso casual.
Complejidad de fabricación
La integración de placas de fibra de carbono y fijaciones de cables es más compleja que el uso de correas ajustables.
Esto requiere una fabricación y un ensamblaje precisos para garantizar que los puntos de transmisión de fuerza se alineen correctamente con la anatomía del usuario.
Tomar la decisión correcta para su objetivo
- Si su enfoque principal es la precisión de los datos: Elija armazones integrados para eliminar las alteraciones de la marcha causadas por la incomodidad o el deslizamiento.
- Si su enfoque principal es la aplicación de alta fuerza: Utilice el diseño integrado para transmitir de forma segura pares de hasta 54 Nm sin fallos estructurales.
- Si su enfoque principal es la comodidad del sujeto: Confíe en este método para aprovechar el acolchado existente de la zapatilla y eliminar los puntos de presión.
Las pruebas exitosas de exoesqueletos dependen no solo del motor, sino de la integración perfecta de la máquina con el cuerpo humano.
Tabla resumen:
| Ventaja clave | Beneficio funcional | Impacto en el rendimiento |
|---|---|---|
| Integridad de los datos | Elimina la compensación de la marcha por dolor/deslizamiento | Garantiza resultados científicamente válidos y sin ruido |
| Transmisión de fuerza | Aplicación directa de par al suelo | Soporta pares de asistencia máximos de hasta 54 Nm |
| Ergonomía | Aprovecha el acolchado incorporado de la zapatilla | Mantiene la comodidad y protege las articulaciones durante el impacto |
| Movimiento | Preserva el perfil y la flexión originales de la zapatilla | Permite el movimiento natural en entornos exteriores |
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Referencias
- Ava Lakmazaheri, Steven H. Collins. Optimizing exoskeleton assistance to improve walking speed and energy economy for older adults. DOI: 10.1186/s12984-023-01287-5
Este artículo también se basa en información técnica de 3515 Base de Conocimientos .
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