WASP设备中柔性橡胶外底的主要优点是与刚性替代品相比，其卓越的适应性和生物保真度。通过使用薄而柔韧的材料，该设备显著减轻了整体重量，并能无缝地适应各种尺寸和形状的鞋子。这确保了设备在正常行走过程中保持真实的摩擦力，并准确模仿鞋底与地面在滑倒事件中的物理相互作用。
使用柔性外底不仅仅是美学选择；它对数据的有效性至关重要。它弥合了机械设备与自然人类步态之间的差距，确保滑倒扰动是由真实的地面相互作用触发的，而不是人为的机械约束。
增强可用性和贴合度
减轻设备重量
柔性橡胶外底最直接的好处之一是整体质量的减轻。刚性结构通常需要更重的材料或更笨重的加固来保持其形状。
通过改用薄橡胶设计，该装置变得更轻。这最大限度地减少了穿着者的代谢成本，防止设备本身的重量改变受试者的自然行走模式。
通用适应性
刚性板固有地限于特定几何形状。相比之下，柔性外底允许WASP设备更好地适应各种鞋类。
这种适应性消除了为每个受试者定制尺寸附件的需要。橡胶会根据不同鞋子形状的轮廓塑形，无论鞋子尺寸如何，都能确保牢固且不显眼的贴合。
提高模拟保真度
保持自然摩擦力
为了使扰动设备有效，它必须对穿着者隐形，直到激活的那一刻。柔性外底在非滑倒状态下确保足够的摩擦力。
这使得穿着者在扰动发生前能够自信而自然地行走。刚性材料可能会引入不自然的滑动或抓地力，向穿着者发出设备存在的信号，并可能导致数据偏差。
真实的地面互动
WASP设备的核心目标是模拟真实的滑倒。柔性外底确保扰动反映了鞋子与地板之间实际的物理相互作用。
刚性结构会产生“木板”效应，导致整个脚部被人为地不稳定。柔性橡胶随鞋子移动，确保滑倒力学模仿日常生活中遇到的情况。
刚性结构的局限性
人为刚性的陷阱
虽然刚性结构可能提供机械上的简洁性，但它们会带来一个关键的权衡：生物保真度的损失。
刚性外底迫使脚部处于平坦、不自然的姿势。这阻止了行走蹬踏阶段跖骨的自然屈曲。
损害数据完整性
如果设备不随脚弯曲，即使没有发生滑倒，它也会改变受试者的步态周期。这种“测量效应”会破坏研究数据，因为受试者正在对设备刚性做出反应，而不是对滑倒扰动本身做出反应。
优化研究有效性
为了确保您的研究产生可靠的生物力学数据，请考虑设备如何与受试者的自然运动相结合。
- 如果您的主要重点是受试者舒适度：优先考虑柔性外底，以最大限度地减轻重量，并防止由沉重、刚性的附件引起的步态改变。
- 如果您的主要重点是数据准确性：依靠柔性材料来确保摩擦力和地面相互作用力学能够反映真实的滑倒场景。
外底材料的选择从根本上决定了您是在测试受试者对滑倒的反应，还是在测试他们对设备本身的反应。
总结表：
| 特征 | 柔性橡胶外底 | 刚性结构 |
|---|---|---|
| 重量 | 轻巧；最大限度地减少代谢成本 | 较重；可能改变行走模式 |
| 贴合度 | 适应各种鞋子尺寸/形状 | 限于特定几何形状 |
| 步态保真度 | 允许自然的跖骨屈曲 | 产生“木板”效应；人为刚性 |
| 滑倒力学 | 模仿真实的地面互动 | 产生不自然的机械不稳 |
| 摩擦力 | 保持自然的非滑倒摩擦力 | 过早滑倒或人为抓地力的风险 |
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参考文献
- Corbin M. Rasmussen, Nathaniel H. Hunt. Slipping mechanics during walking along curved paths depend on the biomechanical context at slip onset. DOI: 10.1038/s41598-022-21701-7
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
