L'intégration du cadre de l'exosquelette directement dans la semelle de la chaussure crée une interface stable et performante qui applique le couple d'assistance efficacement tout en préservant la démarche naturelle du coureur. En modifiant de manière permanente les chaussures de sport standard, les chercheurs s'assurent que la force mécanique est transmise directement au sol sans le glissement, la friction cutanée ou l'inconfort associés aux supports externes traditionnels.
L'objectif principal de cette intégration est d'éliminer les variables de douleur et d'instabilité mécanique, garantissant ainsi que les données expérimentales reflètent les performances physiologiques réelles plutôt que la réaction d'un utilisateur à un équipement inconfortable.
Garantir l'intégrité des données
Minimiser le bruit expérimental
Dans les expériences biomécaniques, la fiabilité des données dépend de la cohérence du comportement de l'utilisateur. Si un appareil provoque une douleur ou glisse, l'utilisateur modifiera inconsciemment sa démarche pour compenser.
En maintenant les mécaniques familières de la chaussure, cette conception garantit que l'utilisateur se déplace naturellement. Cela garantit que les données collectées lors de sessions d'entraînement d'optimisation prolongées restent cohérentes et scientifiquement valides.
Réduire les distractions physiques
Les supports volumineux traditionnels créent des points de pression et des frictions cutanées qui distraient l'utilisateur et faussent les résultats.
L'intégration du cadre élimine ces points de contact externes. Cela permet au sujet de se concentrer entièrement sur la tâche de course, plutôt que de gérer l'inconfort de l'appareil.
Optimiser la transmission de la force
Application directe du couple
Pour être efficace, un exosquelette doit transférer l'énergie du moteur au sol de manière efficiente.
L'intégration du cadre garantit que le couple d'assistance est appliqué directement et de manière stable à l'interface pied-sol. Cela élimine le "jeu" ou le décalage mécanique souvent présents dans les systèmes à sangles.
Gérer les charges élevées
Les chaussures standard seules ne peuvent pas supporter les forces générées par les exosquelettes avancés.
En intégrant des plaques en fibre de carbone et des points de fixation dédiés, la chaussure modifiée peut supporter des couples d'assistance de pointe atteignant 54 Nm. Cela renforce la structure de la chaussure pour supporter des forces bien supérieures à la production humaine normale.
Tirer parti de l'ergonomie existante
Utiliser l'amorti intégré
Les chaussures de sport sont déjà conçues pour l'absorption des chocs et la stabilité.
Au lieu de réinventer la roue, cette approche tire parti de l'amorti inhérent de la chaussure. Cela maintient le confort et protège les articulations de l'utilisateur pendant la phase d'impact élevée de la course en extérieur.
Préserver le mouvement naturel
Les pinces externes peuvent restreindre la flexion et le déroulement naturels du pied.
Étant donné que la modification est interne, la chaussure conserve une grande partie de son profil d'origine. Cela soutient les mouvements naturels en extérieur, permettant des environnements de test plus réalistes en dehors du laboratoire.
Comprendre les compromis
Caractère permanent de la modification
Cette approche nécessite de modifier de manière permanente des chaussures de course performantes.
La chaussure devient un composant dédié du système exosquelette. Elle ne peut pas être facilement retransformée en chaussures de course standard pour un usage occasionnel.
Complexité de fabrication
L'intégration de plaques en fibre de carbone et de fixations de câbles est plus complexe que l'utilisation de sangles réglables.
Cela nécessite une fabrication et un assemblage précis pour garantir que les points de transmission de force s'alignent correctement avec l'anatomie de l'utilisateur.
Faire le bon choix pour votre objectif
- Si votre objectif principal est la précision des données : Choisissez des cadres intégrés pour éliminer les altérations de démarche causées par l'inconfort ou le glissement.
- Si votre objectif principal est l'application de forces élevées : Utilisez la conception intégrée pour transmettre en toute sécurité des couples allant jusqu'à 54 Nm sans défaillance structurelle.
- Si votre objectif principal est le confort du sujet : Reposez-vous sur cette méthode pour tirer parti de l'amorti existant de la chaussure et éliminer les points de pression.
Le succès des tests d'exosquelette repose non seulement sur le moteur, mais aussi sur l'intégration transparente de la machine avec le corps humain.
Tableau récapitulatif :
| Avantage clé | Bénéfice fonctionnel | Impact sur les performances |
|---|---|---|
| Intégrité des données | Élimine la compensation de la démarche due à la douleur/au glissement | Garantit des résultats scientifiquement valides et sans bruit |
| Transmission de force | Application directe du couple au sol | Supporte des couples d'assistance de pointe jusqu'à 54 Nm |
| Ergonomie | Tire parti de l'amorti intégré de la chaussure | Maintient le confort et protège les articulations pendant l'impact |
| Mouvement | Préserve le profil et la flexion d'origine de la chaussure | Permet un mouvement naturel dans les environnements extérieurs |
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Références
- 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
Cet article est également basé sur des informations techniques de 3515 Base de Connaissances .
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