Кроссовки-киборги: вногах правды нет. ноесть компьютер

Кроссовки-киборги: вногах правды нет. ноесть компьютер

В марте 2001 года нескольким сотрудникам компании adidas пришла в голову необыкновенная мысль. Разработка, используемая в машинах, разрешает руководить амортизаторами в зависимости от дорожных условий и загрузки машины. Из-за чего бы не встроить подобную систему в кроссовки? — поразмыслили они.

Миниатюрные размеры современных электронных компонентов в полной мере разрешают это сделать.

Тайное оружие adidas

Три года в обстановке столь полной секретности, какая и не снилась иным фирмам ВПК, маленькая несколько инженеров занималась разработкой первых в мире «умных» кроссовок, взявших наименование adidas 1. Первый экспериментальный вариант был сделан из игрушечных (в прямом смысле этого слова) элементов.

«В начале работ у нас не было кроме того нужных частей для механизма. Но мы купили в магазинах пара игрушек, разобрали их и применяли оказавшиеся подробности», — говорит Марк Олесон, один из инженеров-разработчиков adidas 1. «За три года мы перепробовали множество вариантов. Отечественные первые амортизационные элементы мы создавали по принципу двойного цилиндра, и только где-то к пятидесятому варианту нам удалось сконструировать вправду надежную и эргономичную амортизационную совокупность», — додаёт Кристиан Дибенедетто, фаворит команды.

Перед инженерами находились пара неприятностей. Во-первых, необходимо было выбрать датчик, снабжающий обратную сообщение. Он должен был потреблять совсем маленькое количество энергии, потому, что кроссовкам предстояло трудиться на стандартных литиевых элементах 2450, а их емкость мала — всего 550 мАч. «Идеально было бы сделать время судьбы батарей сравнимым со временем судьбы самой обуви. В качестве же настоящей цели мы поставили задачу достигнуть 100 часов», — говорит Кристиан Дибенедетто.

Разработчики выбрали датчик Холла, расположив его в верхней части подошвы. Данный бесконтактный сенсор разрешает совершенно верно отслеживать изменение плотности магнитного потока в зависимости от расстояния до магнита, расположенного в нижней части подошвы. К тому же его возможно сделать водозащищенным, а это важный фактор для обуви, которая будет эксплуатироваться в дождливую погоду.

Вторая неприятность — защита механики. При весе бегуна в 75 кг части подошвы испытывают ударные нагрузки, превышающие 200 кгс, и это может в лучшем случае нарушить регулировку прецизионной механики (а в нехорошем — перевоплотить пластиковые шестерни и хрупкий электромотор в кучку обломков). Одновременно с этим полностью твёрдый моторный кожух будет передавать ударные нагрузки прямо на стопу, лишая смысла саму идею амортизации. В итоге корпус было нужно делать, как у подводных лодок — двойным.

Внутренний, твёрдый, изготовлен из поликарбоната, а внешний — эластичный, из полиуретана, распределяет нагрузку, отводя ее на промежуточную подошву.

Кроме того такая задача, как выведение световых сигналов на торец подошвы, дабы они были прекрасно видимы сбоку и сверху, решена элегантно: в действительности светодиоды расположены на плате управления, а от них к торцу отходят световоды из прозрачного полиуретана. Но дабы додуматься до этого, инженерам потребовалось пятнадцать попыток

Мозги в пятках

Как же устроена «умная» беговая обувь? Задняя часть подошвы представляет собой эллиптический упругий элемент. Над ним, сходу под пяткой, расположен датчик Холла, а в нижней его части — маленькой магнит, совместно они образуют сенсор, разрешающий измерять деформацию подошвы (которая зависит от стиля бега, характера поверхности и веса бегуна) с точностью до 0,1 мм. Сигналы датчика обрабатывает процессор, расположенный под сводом стопы.

Программа процессора сравнивает полученные от датчика сигналы с рекомендованными значениями и определяет величину корректировки для поддержания оптимальной жесткости. После этого процессор отправляет сигналы на аккуратный элемент — маленькой электродвигатель, что через редуктор (1:50) вращает винт, удлиняющий либо укорачивающий тросик. Последний прикреплен к стенкам эллиптического амортизирующего элемента и разрешает изменять жесткость подошвы.

Происходит все намного стремительнее, чем вы прочли отечественное объяснение: 8-битный процессор имеет тактовую частоту 20 МГц и делает 5 млн. вычислений в секунду, а считывание сигналов с датчика осуществляется 1000 раз в секунду. Для бегуна такая совокупность «прозрачна» — подстройка осуществляется неспешно, а для экономии энергии измерительная совокупность на время отрыва подошвы от поверхности «засыпает».

А вот совокупность подстройки жесткости трудится именно в эти промежутки — до тех пор пока упругий элемент не нагружен, его легче деформировать (другими словами двигатель потребляет меньший ток). Механизм весит всего 40 г (приблизительно 10% от веса обуви).

Такая совокупность универсальна и постоянно будет поддерживать оптимальный уровень амортизации. Отчего же как раз амортизации уделяется такое внимание? Как поведал «Популярной механике» эксперт по биомеханике спортивной обуви, профессор биологии и вице-президент русском Ассоциации спортивного инжиниринга Борис Дышко, чрезмерные ударные нагрузки, появляющиеся при беге, являются самый опасным травмообразующим причиной. «Мысль обуви с переменной жесткостью подошвы не нова.

В 1970-х компания adidas производила кроссовки, жесткость подошвы которых возможно было регулировать, затягивая три винта таким образом и специальным ключом сжимая упругий элемент. adidas 1 — это реализация ветхой идеи на современном уровне».

Совокупность автоматической регулировки амортизации трудится не только в зависимости от типа стиля и дорожного покрытия бега, но и от веса бегуна. Не смотря на то, что производители спортивной обуви рассчитывают степень амортизации под размер ноги, отклонения наряду с этим смогут доходить до 30% (к примеру, бегуны с 44-м размером обуви смогут весить и 65 кг, и 95 кг). В свое время делались кроме того попытки производить обувь под разный вес спортсмена — к примеру, компания Nike для этого применяла цветовую маркировку.

Лишь бежать

Но у adidas 1 имеется и недочёты. «Обратите внимание на высоту ‘каблука’, — говорит Борис Дышко, — она больше, чем у второй современной беговой обуви. Это повышает риск подворота стопы в подтаранном суставе при постановке ноги на опору ‘с пятки’. По данной же причине я не советовал бы играться в этих кроссовках в большой теннисе либо баскетбол — в том месте большое количество боковых тормозящих перемещений, а гасить поперечные нагрузки тут нечему.

Но, последнее во многом относится к любой специальной беговой обуви».

Все это указывает, что в таких кроссовках возможно лишь бегать — причем нужно на более-менее протяженные расстояния, дабы обувь успевала «приспосабливаться» под стиль и дорожное покрытие и вес спортсмена. Но все же не следует забывать, что это первая модель, которая предпринимает активные действия, пробуя оказать помощь спортсмену.

До тех пор пока это относится лишь обеспечения комфорта, но прейдет скоро то время, в то время, когда подобная обувь будет использоваться в целях экономии сотых долей секунд — а в громадном спорте это вероятно значит грань между проигрышем и победой. Действительно, тогда комиссии по борьбе с допингом МОК пригодятся не только фармакологи, но и программисты.

Кроссовки предоставлены компанией аdidas и агентством 3.14R.

На старт!

Двумя пальцами я нажимаю на кнопки на боковой поверхности подошвы, пять огоньков разбегаются в стороны, подтверждая включение. Повторив процедуру с левой кроссовкой, я переступаю с ноги на ногу и подпрыгиваю на месте — под узкое пение электромоторов, приспосабливающих жесткость подошвы к грунту и моему весу. «На старт, внимание, марш!» — и тестирование начинается.

До тех пор пока я бегу по асфальту первые пара десятков шагов, электродвигатели отрабатывают новую программу — подошва делается мягче. Асфальт кончается, начинается двигатели — и грунт опять ненадолго включаются, дабы выбрать «слабину» троса и обеспечить хорошую обратную сообщение. Завершается моя пробежка 200-метровым участком, выложенным цементными плитами.

Первые пятнадцать метров переход еще чувствуется (все-таки бетон существенно тверже грунта), но после этого совокупность активной подстройки жесткости подошвы делает собственный дело, и дальше я снова бегу, как по мягкой траве. Все, финиш!

В целом кроссовки прекрасно совладали со своей задачей, не смотря на то, что сидят они пара непривычно — для беговой обуви подошва высокая. Отечественные опыты продемонстрировали, что эффект «активной амортизации» проявляется более очевидно, в случае если вес бегуна превышает 80−85 кг (при размере обуви 44). Для более узкой настройки возможно посредством клавиш задать громадную либо меньшую степень амортизации.

В целях экономии заряда батарей при бездействии (а таковым считается все, не считая бега — кроме того простой ход!) в течение 10 мин. кроссовки машинально отключаются, и необходимо помнить включать их вручную перед следующим забегом.

Драйверы для обуви

Упаковочная коробка кроссовок adidas 1 похожа на чемоданчик для фотоаппаратуры либо оружия: выложена твёрдым поролоном, в котором отформованы ячейки для аксессуаров и самих кроссовок к ним. Что еще лежит в? Две литиевые батарейки (элемент 2450), достаточно толстая инструкция (на нескольких языках).

Компакт-диск наводит на идея о драйверах — но при внимательном осмотре кроссовок никаких интерфейсных разъемов найти мы не смогли (оказалось, что на CD записано управление пользователя в электронном виде). А вот прозрачный пластиковый ключ с впрессованным железным кругляшком, напоминающий транспондер автомобильного иммобилайзера, поставил нас в тупик. Неужто эти кроссовки оборудованы еще и «противоугонкой»?

Но все выяснилось несложнее — данный ключ — магнитный, он вводит кроссовки в демонстрационный режим, дабы любой имел возможность убедиться в том, как трудятся высокие спортивные разработки. Цена всего этого комплекта — 250 евро.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№34, август 2005).

Киборги — это мы, а не вы


Темы которые будут Вам интересны: