بدن انسان طی جابجایی و بخصوص دویدن، با بارهای ضربه¬ای تکراری مواجه است که در واقع نتیجه¬ی عکس¬العمل زمین به نیروی اعمال شده از طرف کف پا به زمین می¬باشد. این نیرو تحت عنوان نیروی عکس¬العمل زمین نام گرفته است. مقدار این بارهای تکراری در فعالیت های ورزشی متفاوت، از یک الی سه برابر وزن بدن متغیر است. کفش¬ها پاسخ عضلانی به ارتعاشات کل بدن حین راه رفتن را تغییر می¬دهند. بنابراین کفش¬ها به عنوان فیلتری بین محیط و بدن عمل می¬کنند. امروزه تحقیق و بررسی بر روی کفش¬ها به منظور طراحی کفش مناسب برای پیاده روی، ورزش کردن و دیگر کاربردها از بحث های روز دنیا می¬باشد تا بتوانند آسیب های ناشی از فعالیت را به حداقل برسانند و خستگی عضلات را تا حد امکان کاهش دهند. در پژوهش حاضر مدل ریاضی ارائه می¬گردد که در آن، نیروی عکس العمل زمین به عنوان ورودی مدل در نظر گرفته شده است و اثر سفتی خمشی توام کفش و پا به صورت یک فنر پیچشی در مدل وارد شده است. تست¬های تجربی، با توجه به فرمول تعیین حجم نمونه کوکران، بر روی تعدادی افراد در یک گروه سنی مشخص با سلامت جسمانی که کفش¬هایی با سفتی خمشی متفاوت، راه می¬روند، انجام می¬گیرد. در طول این تست¬ها، نیروی عکس العمل زمین و فعالیت عضلانی پایین تنه (سیگنال های الکترو مایوگرافی) افراد مورد آزمایش، ثبت می¬گردد. جهت صحه سنجی مدل ارائه شده، از نرم افزار آنالیز حرکتی استفاده می¬شود و با پردازش تصویر میزان گشتاور تولیدی در قوزک پا اندازه گرفته می¬شود، سپس نتایج حاصل با نتایج خروجی مدل مقایسه خواهد شد. علاوه بر این، با روش¬های موجود در پردازش سیگنال میزان انرژی مصرفی در عضله-های پایین تنه و خستگی (از دست دادن حداکثر ظرفیت تولید نیرو) عضلات پا در حالت¬های مختلف و با کفش¬هایی با سفتی خمشی متفاوت محاسبه می¬گردد تا تاثیر الاستیسیته خمشی کفش بر میزان فعالیت عضلانی هر یک از عضلات پایین تنه مشخص شود. در ادامه با استفاده سیگنال¬های الکترومایوگرافی، شبکه عصبی آموزش داده می¬شود تا شبکه بتواند انواع کفش¬ها را دسته بندی کند.
متن يادداشت
Abstract:The human body during movement and especially running, is facing the Repetitive force which is the result of the earth's reaction to the force exerted by the foot on the ground. This force is called Grand reaction force (GRF). The amount of these repetitive loads in different sports varies from one to three times the body weight. Shoes alter the muscular response to whole body vibrations while walking. So shoes act as a filter between the environment and the body. Footwear research is one of the most important discussions in the world to design footwear suitable for walking, exercise and other applications to minimize activity-related injuries and reduce muscle fatigue as much as possible. In the present study a mathematical model is presented in which, the ground reaction force is considered as the model input and the shoe bending stiffness and foot is incorporated into the model as a torsion spring. Experimental tests, based on Cochran's sample size determination formula, are performed on a number of individuals in a certain age group with physical health who walk shoes with different bending stiffness. During this test, ground reaction force and lower trunk muscle activity (electromyographic signals) of the test subjects will be registered. Motion analysis software is used to validate the proposed model and the amount of torque produced in the ankle is measured by image processing. The results will then be compared with the outputs of the model. Furthermore, the available methods of signal processing, the amount of energy consumed in the lower trunk muscles and fatigue (loss of maximum power output) of the leg muscles in different positions and with shoes with different bending stiffness will be counted, to determine the effect of shoe bending stiffness on the amount of muscle activity of each of the lower trunk muscles. In the following, the neural network is trained by using electromyographic signals, to classify the shoe types.
عنوانهای گونه گون دیگر
عنوان گونه گون
Investigation of bending stiffness of footwear on muscle activations during walking
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )