3Dプリンターで作ったインソールで靴の中の足底圧を直接測定(3D-printed insoles measure sole pressure directly in the shoe)

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2023-03-15 スイス連邦工科大学チューリッヒ校(ETHZurich)

スイスのETHチューリッヒ、Empa、EPFLの研究チームが、3Dプリンターで作られたインソールにセンサーを統合することで、靴内で足の圧力を直接測定できるようにしました。これにより、運動選手や患者は、パフォーマンスや治療の進捗状況を把握することができます。この技術には、競技において勝利と敗北の差をつけることができるエリートスポーツ選手や、筋骨格系の痛みを抱えた人々が関心を持つ可能性があります。このインソールは、1つの3Dプリンターでセンサーと導電性トラックを統合して作成され、足の圧力が最も強い場所にセンサーが配置されます。これにより、足裏の圧力を計測することができ、マットの上での測定が必要なくなります。研究者らは、これがエリートスポーツ選手や理学療法において使用され、トレーニングや治療の進捗状況を測定するために使用される可能性があると考えています。

<関連情報>

センサーを組み込んだパーソナライズドシューズのデジタル製造 Digital manufacturing of personalised footwear with embedded sensors

Marco R. Binelli,Ryan van Dommelen,Yannick Nagel,Jaemin Kim,Rubaiyet I. Haque,Fergal B. Coulter,Gilberto Siqueira,André R. Studart & Danick Briand
Scientific Reports  Published:03 February 2023
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-023-29261-0

3Dプリンターで作ったインソールで靴の中の足底圧を直接測定(3D-printed insoles measure sole pressure directly in the shoe)

Abstract

The strong clinical demand for more accurate and personalized health monitoring technologies has called for the development of additively manufactured wearable devices. While the materials palette for additive manufacturing continues to expand, the integration of materials, designs and digital fabrication methods in a unified workflow remains challenging. In this work, a 3D printing platform is proposed for the integrated fabrication of silicone-based soft wearables with embedded piezoresistive sensors. Silicone-based inks containing cellulose nanocrystals and/or carbon black fillers were thoroughly designed and used for the direct ink writing of a shoe insole demonstrator with encapsulated sensors capable of measuring both normal and shear forces. By fine-tuning the material properties to the expected plantar pressures, the patient-customized shoe insole was fully 3D printed at room temperature to measure in-situ gait forces during physical activity. Moreover, the digitized approach allows for rapid adaptation of the sensor layout to meet specific user needs and thereby fabricate improved insoles in multiple quick iterations. The developed materials and workflow enable a new generation of fully 3D printed soft electronic devices for health monitoring.

0604繊維二次製品の製造及び評価
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