智慧足壓系統在各領域之應用

在先前的文章中,有介紹足底壓力系統的原理及分類。實際上,足壓系統已經被廣泛地運用在各個領域,從典型的鞋類設計與選購和記錄分析與診斷等,到比較創新的應用像是透過足壓分布之特徵值進行個體辨識。

一、鞋類設計與選購

現今跑鞋被視為不可或缺的重要裝備,然而在1960Abebe Bikila以赤足(barefoot)完成羅馬奧運馬拉松賽事,並以2小時1516秒奪下金牌;1984年南非長跑選手Zola Budd以赤足刷新5000公尺長跑世界紀錄等,人們開始注意到赤足訓練。因此2010Nike推出Free系列,強調低足跟差及赤足的跑步優點。

Nike在近期推出的鞋款Nike Free 5.0,是透過鞋底不同粗細切割的技術,希望能達到和赤足相同的跑步姿勢與順暢度,延伸閱讀《赤足還是穿鞋好?著地型態才是關鍵》。開發者使用足壓系統證實穿著Nike Free 5.0的過程中確實能與赤足跑步有類似的足底壓力,是足壓系統實際運用在運動鞋設計上成功的案例。

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圖片來源Nike官網

除了設計鞋類,足壓系統也可應用於鞋子的選購依據,現代人會將鞋子分成各種用途,不同目的穿著不同的鞋款,然而市面上鞋類的品牌繁多,各家廠牌推出不同材質、功能的鞋款,但該鞋款真的適合自己嗎?各大廠商透過足壓量測系統,進行步態類型、雙腳重心比例、足壓集中區等測量,如:La NewAsoMizunoAsics等,後續透過詳細的足壓量測與判斷數據後,幫助每一位顧客能夠選擇最適合的鞋款,將足壓系統有效地融入日常生活中。

智慧足壓系統在各領域之應用

圖片來源:ASICS 官網

二、記錄分析與診斷

跑步姿勢是否正確,是許多跑友重視的問題之一,正確的跑步姿勢可以減少傷害及提升跑步效益。網路上可以搜尋到許多關於跑步姿勢的文章及影片介紹,然而在訓練下是否達到正確的跑步姿勢,只能透過教練或跑友給予建議。如今可透過智慧感測鞋墊進行跑步數據的量測,在NURVV RUN 智能鞋墊,每隻鞋墊內含有16個感測元件,透過感測元件測量跑步時的步頻、步長、內旋及著地型態等數據,並可記錄在iOS app上,也可針對個人數據給予跑步技巧指示。

智慧足壓系統在各領域之應用

圖片來源NURVV 官網

此外,足壓系統早期就已成功應用於足部病變的檢測與預防,如脊髓損傷和糖尿病患者因感覺神經異常使患者無法感覺到足部的一些創傷,使問題逐漸擴大,進而造成嚴重的感染壞死,因此會透過足底壓力感測器測量患者足底的壓力分佈。而”Gait Guide”此系統除了可測量足底壓力外,也結合了加速規、陀螺儀等感測器來計算步長、步寬等步態參數。可提供更全面的數據給予不同患者客製化的康復計畫。

智慧足壓系統在各領域之應用

圖片來源Sensors, 12(7), 9884-9912.

三、足壓系統之創新應用

在科技越來越發達的社會中,為了提高資訊安全及隱私,許多設備都開始增加生物辨識能力,如:指紋辨識(Touch ID)、臉部辨識(Face ID),而在電影不可能的任務5 (Mission Impossible 5)中,為了防止駭客進入,設下步態分析的生物辨識系統,根據不同人的步態,去辨識身分,然而不可能任務中的場景,不再只是存在於科幻電影中。早在2011年IEEE機器人與自動化國際會議上,就有學者嘗試將足壓系統應用於個體辨識。將一個步態週期中,足底壓力最大的八個作用點視為關鍵點,並利用關鍵點的特徵值透過演算法的方式對人類身分進行辨識,是近年來足壓系統較新穎的應用。

智慧足壓系統在各領域之應用

圖片來源:不可能的任務5

智慧足壓系統在各領域之應用

圖片來源2011 IEEE International Conference on Information and Automation (pp. 329-332).

參考文獻:

Razak, A., Hadi, A., Zayegh, A., Begg, R. K., & Wahab, Y. (2012). Foot plantar pressure measurement system: A review. Sensors, 12(7), 9884-9912.

Feng, Y., Ge, Y., & Song, Q. (2011). A human identification method based on dynamic plantar pressure distribution. 2011 IEEE International Conference on Information and Automation (pp. 329-332). IEEE.

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