Боевые искусства вдохновили на новый метод моделирования поддержки лодыжек и коленей

Исследователи из Японии разработали новый способ моделирования сил на лодыжке, который может улучшить уход за лодыжками, ступнями и коленями в медицине, гигиене труда, спорте и повседневной жизни. Хадзиме Сираиси из Технологического института Куруме и Харухиро Сираиси из Токийского университета описывают свой метод в статье журнала Forces in Mechanics.

Уже существуют некоторые сложные методы моделирования сил, действующих на тело, для оказания помощи в медицинской реабилитации и разработке протезов и обуви. Авторы этой статьи стремились устранить ограничения этих методов и уменьшить их сложность при применении к лодыжке, сосредоточив внимание на механических силах в голени.

В дополнение к относительной простоте, этот подход имеет значительные преимущества с точки зрения универсальности. Он может быть применен к различным типам телосложения в разных этнических группах и любого пола путем корректировки ключевых числовых переменных.

Метод начинается с вычисления физической характеристики, известной как «момент инерции» вокруг лодыжки, и определения центра тяжести на подошве стопы. Результирующая сила, действующая на центр тяжести, улучшает понимание поведения голени от колена, через лодыжку и в стопу.

Ученые черпали вдохновение из движений, используемых в японском кобудо — традиционных и древних формах боевых искусств, — разработанных для минимизации потерь усилий при движениях.

Одним из ключевых выводов, выявленных в ходе исследования, является то, что критическим фактором, влияющим на нагрузку на лодыжку, является не столько ее способность генерировать силу, а скорее то, как быстро генерируется сила и как быстро могут быть поглощены удары. Время имеет решающее значение.

Исследователи ожидают, что наиболее непосредственные применения, вероятно, будут направлены на разработку более эффективных носимых устройств для поддержки колена и лодыжки либо после травмы, либо для предотвращения травмы.

Эксклюзивный перевод*

Фото: Силы в механике(2022). DOI: 10.1016/j.finmec.2022.100095

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Ученики с фамилиями, расположенными ниже в списке, получают более низкие оценки

1 Знание азбуки важно для успеха в учебе, но наличие фамилии, начинающейся на A, Б …