Bairoito universiteto Biomechanikos katedros tyrėjų komanda ištyrė daugiau nei 100 bėgimo batelių padus. Rezultatai parodė, kad daugiau nei trečdalio padų kulno srityje buvo prastai suprojektuoti, todėl padidėjo bėgikų traumų rizika.
Sportas yra sveikos gyvensenos dalis ir padeda išvengti lėtinių ligų. Bėgimas yra viena iš Pasaulio sveikatos organizacijos rekomenduojamų fizinių veiklų, kuri yra labai populiari dėl savo paprastumo: jai nereikia jokių specialių sporto įrenginių ar įrangos, išskyrus bėgimo batelius. Tačiau bėgimo bateliai turi būti sukurti taip, kad būtų išvengta traumų ir lėtinio pervargimo sindromų. Tačiau traumų rodiklis tarp bėgikų mėgėjų yra apie 45 procentus per metus. Bėgimas turėtų būti sveikas, tačiau jis taip pat gali sukelti sveikatos problemų. Tokie tyrimai, kaip atlikti Bairoito tyrėjų, padeda tobulinti bėgimo batelių dizainą ir taip išvengti traumų sportuojant.
Bėgimo batelių kulno segmentai yra nepaprastai svarbūs amortizacijai. Gerai amortizuojantys batai sugeria smūgio metu susidarančią energiją, todėl koja neturi jos sugerti. Tai apsaugo raumenis ir sąnarius nuo perkrovos. Jei kulno segmentų medžiaga suspaudžiama tik šiek tiek, batai jaučiasi kieti dėl amortizacijos stokos. Tačiau per minkšta medžiaga taip pat gali jaustis kieta bėgant, nes dėl per didelio medžiagos suspaudimo kulnas atsitrenkia į žemę, ir jūs tai jaučiate. Todėl tarp dviejų kraštutinumų turėtų būti optimalus taškas, kuriame kulnas yra gerai amortizuojamas. „Dabartiniai sprinto batelių kulno segmento bandymo standartai nėra optimalūs, nes jie bando batus su lygiai penkių džaulių energijos absorbcija. Tačiau ne visi bėga vienodai, todėl ne visi su kiekvienu smūgiu kulnu pagamina penkis džaulius energijos“, – sako Bairoito universiteto Biomechanikos katedros ir tyrimo vadovas prof. dr. Franzas Konstantinas Fussas. Todėl jis mano, kad reikia geresnių metodų, kurie nebūtų pagrįsti griežtais matavimais.
Todėl Fuss kartu su doktorantais Tizian Scharl ir Niko Nagengast sukūrė naują bandymų sistemą kulno segmentų savybėms matuoti. Šis metodas apskaičiuoja sugertos energijos ir veikiančios jėgos santykį ir nustato vadinamąjį peties tašką, kuriame šis santykis pasiekia maksimumą, t. y. kur sugeriama daugiausia energijos esant mažiausiai įmanomai jėgai. Šis maksimumas idealiai tinka smūgių absorbcijai bėgant. Naudodami keturis peties taško matavimo parametrus, Bayreutho tyrėjai ištyrė 112 skirtingų gamintojų bėgimo batelių ir suskirstė juos į tris kategorijas: per daug sukonstruoti (per mažai amortizacijos, nes jie per kieti, o tai reiškia, kad optimaliai amortizacijai pasiekti reikėtų per daug jėgos), gerai sukonstruoti (optimalus amortizavimas) ir nepakankamai sukonstruoti (per mažai amortizacijos, nes jie per minkšti).
Naudodami savo naują metodą, tyrėjai atrado, kad 112 procentai iš 38 išbandytų batų modelių buvo pernelyg arba nepakankamai suprojektuoti. „Šie projektavimo trūkumai akivaizdžiai yra netyčiniai gamintojų, nes iki šiol nebuvo optimalaus bandymo metodo. Tačiau tai taip pat rodo, kad norint išvengti traumų, būtinos kulno segmentų projektavimo ir konstrukcijos gairės“, – sako Fuss.
Be to, tyrime pateikiami pradiniai 3D spausdintų batų padžių kūrimo būdai, kuriuose kulno segmentai gali būti individualiai pritaikyti bėgikams, taikant paprastą ir sistemingą dizainą.
Tyrimas buvo atliktas bendradarbiaujant su „Fraunhofer IPA – Applied Biomechanics Group“ ir sporto prekių gamintoja „Puma“.
originalus leidinys
Naujas metodas ir parametrų rinkinys batų kulnų amortizaciniam poveikiui įvertinti, atskleidžiantis netyčinį bėgimo batelių dizainą. Franz Konstantin Fuss, Tizian Scharl, Niko Nagengast. Bioinžinerija (2025)
Taip pat skaitykite
