يحل برنامج الميكانيكا الحيوية المتخصص تعقيد المشي المنحني عن طريق إنشاء "شريحة مختبر افتراضية" تتحرك مع الشخص. بدلاً من قياس الحركة بالنسبة لغرفة ثابتة، يقوم البرنامج ببناء إطار مرجع ذاتي مثبت على اتجاه حوض الشخص، مما يسمح بتحديد اتجاه الانزلاق بالنسبة للشخص بدلاً من الأرض.
التحدي الأساسي في تحليل المشي المنحني هو أن الاتجاه "الأمامي" للشخص يتغير باستمرار. من خلال إعادة محاذاة نظام الإحداثيات مع تشريح الشخص، يمكن للباحثين تجاهل الهندسة العامة للغرفة والتركيز حصريًا على ميكانيكا الانزلاق بالنسبة للجسم.
تحدي الحركة المنحنية
محدودية الأنظمة العالمية
في مختبر الميكانيكا الحيوية القياسي، يتم عادةً تتبع الحركة باستخدام نظام إحداثيات عالمي. هذه شبكة ثابتة (محاور X و Y و Z) تم تعيينها للغرفة المادية.
لماذا تفشل الأنظمة العالمية في المنحنيات
عندما يمشي الشخص في خط مستقيم، يتوافق المحور X العالمي بسهولة مع اتجاه مشيه. ومع ذلك، أثناء الانعطاف، يتغير اتجاه الشخص باستمرار.
في هذا السيناريو، لا يمكن لنظام الإحداثيات العالمي الثابت التمييز بين الحركة الجانبية (من جانب إلى آخر) والدوران الطبيعي للانعطاف. هذا يجعل البيانات العالمية الخام عديمة الفائدة تقريبًا لتحديد متجهات الانزلاق المحددة.
الحل التقني: أطر المرجع الذاتية
إنشاء شريحة المختبر الافتراضية
لحل مشكلة الاتجاه، يقوم البرنامج المتخصص بإنشاء شريحة مختبر افتراضية. هذا حساب ديناميكي يفصل نظام الإحداثيات عن الأرض بفعالية.
التثبيت بالحوض
يتم إنشاء هذه الشريحة الافتراضية باستخدام إطار مرجع ذاتي. يحدد البرنامج هذا الإطار بناءً على اتجاه حوض الشخص بشكل خاص.
مع دوران الشخص، يدور نظام الإحداثيات معه. يعامل البرنامج الحوض على أنه "مركز" الكون لمجموعة البيانات المحددة هذه، مما يضمن أن الرياضيات تتبع الإنسان، وليس الغرفة.
ترجمة البيانات إلى رؤى ذات معنى
تحديد المستويات التشريحية
بمجرد إنشاء الإطار الذاتي، يمكن للبرنامج حساب سرعة الانزلاق واتجاهه بمصطلحات منطقية من الناحية الميكانيكية الحيوية.
يترجم بيانات الغرفة ثلاثية الأبعاد المعقدة إلى مستويات تشريحية بديهية:
- أمامي خلفي: اتجاه مرتبط بشكل صارم بأمام وخلف الشخص.
- جانبي وسطي: اتجاه مرتبط بشكل صارم بجانبي الشخص الأيسر والأيمن.
عزل الانزلاق
هذا الفصل حاسم. يسمح للباحثين بتحديد ما إذا كان الانزلاق قد حدث بسبب انزلاق القدم للخارج (جانبي وسطي) أو انزلاق للأمام (أمامي خلفي)، بغض النظر عن مكان مواجهة الشخص في الغرفة في تلك اللحظة.
فهم القيود التقنية
الاعتماد على استقرار الحوض
تعتمد دقة هذه الطريقة بالكامل على فرضية أن الحوض يمثل المسار الحقيقي للجسم.
إذا أظهر الشخص دورانًا مفرطًا للحوض غير مرتبط بمسار مشيه - أو إذا تم وضع العلامات بشكل غير صحيح - فقد تصبح "شريحة المختبر الافتراضية" غير محاذية، مما يؤدي إلى تشويه بيانات اتجاه الانزلاق.
اتخاذ القرار الصحيح لبحثك
إذا كنت تقوم بإعداد بروتوكولات لتحليل المشي غير الخطي، ففكر في كيفية تعريف "الاتجاه".
- إذا كان تركيزك الأساسي هو فصل ميكانيكا الانزلاق عن ميكانيكا الدوران: تأكد من أن برنامجك يدعم أطر المرجع الديناميكية والذاتية لتحييد منحنى المسار.
- إذا كان تركيزك الأساسي هو التطبيق السريري: أعط الأولوية لاشتقاق القيم الأمامية الخلفية والجانبية الوسطية، حيث ترتبط هذه القيم بشكل مباشر باستراتيجيات توازن الإنسان وخطر السقوط.
من خلال تثبيت نظام الإحداثيات بالحوض، يمكنك تحويل البيانات العالمية الفوضوية إلى رؤية واضحة ومركزة على الشخص للاستقرار.
جدول ملخص:
| الميزة | نظام الإحداثيات العالمي | إطار المرجع الذاتي |
|---|---|---|
| نقطة المرجع | غرفة/أرضية ثابتة (X، Y، Z) | حوض الشخص |
| نوع الحركة | مثالي للمسارات المستقيمة | ضروري للمسارات المنحنية/غير الخطية |
| الاتجاه | ثابت؛ لا يمكنه التكيف مع المنعطفات | ديناميكي؛ يدور مع الشخص |
| مخرجات البيانات | إحداثيات الغرفة الخام | المستويات التشريحية (أمامي خلفي/جانبي وسطي) |
| الاستخدام الأساسي | تتبع الحركة العام | أبحاث دقيقة للانزلاق والاستقرار |
عزز أداء أحذيتك مع 3515
بصفتنا شركة مصنعة كبيرة تخدم الموزعين وأصحاب العلامات التجارية، تقدم 3515 قدرات إنتاج شاملة لجميع أنواع الأحذية، مدعومة بسلسلة أحذية السلامة الرائدة لدينا. في المجال المتطلب لتحليل المشي ومقاومة الانزلاق، تعتبر الأحذية المناسبة بنفس أهمية البرنامج المستخدم لقياسها.
تغطي محفظتنا الواسعة أحذية العمل والتكتيكية، والأحذية الخارجية، وأحذية التدريب، والأحذية الرياضية، بالإضافة إلى الأحذية الرسمية والكاجوال لتلبية متطلباتك المجمعة المتنوعة. سواء كنت تقوم بتطوير نعال مقاومة للانزلاق للأبحاث السريرية أو أحذية عالية المتانة للاستخدام الصناعي، فإننا نقدم التميز التصنيعي والدقة التقنية التي تحتاجها علامتك التجارية لتكون رائدة في السوق.
هل أنت مستعد لتوسيع نطاق إنتاج أحذيتك مع شريك موثوق؟
اتصل بـ 3515 اليوم لمناقشة احتياجات التصنيع المجمعة الخاصة بك!
المراجع
- 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
تستند هذه المقالة أيضًا إلى معلومات تقنية من 3515 قاعدة المعرفة .