科技驅動鞋服革新：設計與智能制造的融合

來源：發布時間：2025-04-27

在當今全球鞋服行業快速發展的背景下，技術創新和消費者需求的變化正在推動行業的不斷變革。消費者對個性化定制、舒適性、健康保障以及可持續發展的關注日益增強，使得鞋服行業不得不尋求更加先進的設計方法和制造技術。在此過程中，生物力學人因工效傳感器成為推動鞋服行業邁向智能化和**化的重要技術手段。

生物力學是研究生物體運動規律及其力學特性的一門學科，而在人因工效學的應用下，它被進一步拓展到分析和優化人體在各種環境下的運動和舒適性。鞋服行業的設計理念已經從傳統的“樣式至上”轉向“功能與美學并重”，而生物力學人因工效設備的應用，則是這一轉變的重要推動力。

運動捕捉系統

運動捕捉是一種可以精確記錄人體運動軌跡的技術，其應用在鞋服行業具有**的影響力。通過在測試者身上粘貼標記點，或者使用無標記的跟蹤系統，運動捕捉系統能夠**捕捉足部、下肢甚至全身的動態運動數據，這些數據對于運動鞋設計至關重要。

以跑鞋為例，不同跑步風格的運動員在跑步過程中，足底受力方式、步態模式、足部旋轉角度等都存在**差異。運動捕捉系統能夠幫助設計師分析不同步態的運動特征，從而優化鞋底形態、材質選擇以及避震結構，提高鞋子的舒適性和運動表現。此外，在服裝設計領域，運動捕捉技術也被用于分析不同體型和運動模式下服裝的貼合度和舒適性。例如，運動服的剪裁設計可以通過運動捕捉系統優化，使其在運動過程中減少束縛感，提高運動效率。

在實際應用中，運動捕捉系統通常與高幀率攝像機、慣性傳感器以及深度感知技術相結合，以獲取更加精確的運動數據。例如，光學動作捕捉一般需要在目標物體的關鍵位置貼上反光點（Marker點），利用高速紅外攝像機捕捉目標物體上反光點的運動軌跡，從而反映目標物體在空間中的運動情況。

Qualisys三維運動捕捉系統基于亞毫米精確度的工業級鏡頭，配合帶有跑姿分析插件的QTM軟件，一鍵輸出步行動作技術分析報告。這份報告包括視頻和全身生物力學分析數據：身體傾斜/旋轉角度、肘關節和腕關節運動軌跡、骨盆高度、髖關節角度、膝關節角度、足部觸地方式等。

而慣性運動捕捉系統則通過加速度計和陀螺儀測量運動員的動態參數，TeaCaptiv可穿戴人體運動捕捉與人機工效分析系統，是基于無線慣性傳感技術的全身三維動作捕捉及人因工效學評價系統，采用*適合真實現場的可穿戴技術以及無線數據傳輸技術,實現無線通訊，受試者可以在完全自然不受任何干擾、行動自由的狀態下進行活動以及操作。全套系統包含表面肌電、慣性單元、心率檢測、呼吸檢測等多種傳感器，可***地對人體進行檢測。

Captury是馬克斯·普朗克信息學研究所（MPI）子公司，從成立之初就一直專注于開發*強大、*易于使用的無標記動作捕捉技術。這使他們的客戶能夠在許多不同的垂直領域快速部署該技術。除了DARI在醫療保健市場的*大客戶外（DARImotion是部署了該技術*成功的商業產品，已經獲得美國FDA），許多國際客戶還在各種應用中部署了該技術。

Capturylive提供實時無標記動作捕捉解決方案，其靈活性****，無需標記點、可穿戴設備或其它**硬件即可輕松實現人體動作捕捉。使用 CapturyLive，啟動跟蹤過程既簡單又靈活。您可以手動將“骨架”放在任何攝像機中可見的人的頂部，也可以讓系統自動搜索并為您找到該人。該系統可適應房間亮度的變化，即使空間中有其他人或物體，也可以進行跟蹤。

手指跟蹤模塊作為 CapturyLive 的附加組件提供。手指追蹤與系統的全身追蹤功能完全集成，可捕獲所有手指段。

這些動捕技術不僅提升了運動數據的準確性，還使得運動捕捉能夠在更復雜的環境下進行，如戶外跑步場景或實際比賽環境。

壓力分布測試系統

鞋墊式壓力分布測試系統和足底壓力測試平板、步道等，都可以實時記錄足底各個部位的受力情況，分析不同步態下的壓力分布模式。這項技術在矯正鞋、運動鞋以及醫療康復鞋的設計中發揮著至關重要的作用。

例如，在長時間站立或行走的職業群體（如醫護人員、廚師等）中，良好的足部支撐能夠減少足部疲勞和損傷風險，而壓力分布測試系統可以為此類鞋子的緩沖設計提供科學依據。在運動鞋領域，壓力分布相關傳感器能夠分析不同跑步風格下足底受力情況，從而優化鞋底材料和結構，降低運動損傷風險。在高端定制鞋領域，壓力分布測試系統也被**應用于個性化定制服務，通過獲取用戶的足底數據，設計完全符合個人足型的專屬鞋款，提高穿著的舒適度。

現代壓力分布測試系統大多采用先進的電子織物技術和微型傳感器技術，使得測量精度和適用性大幅提高。

美國SPI平板式足底壓力分布采集分析系統從遍布傳感器板的數千個微小的壓電電阻元件中捕捉足部壓力變化。就像站在秤上一樣，傳感器板記錄了現場壓力和壓力的臨界分布模式。

可以用于靜態、動態足底狀況和身體平衡能力的分析，被**應用于運動生物力學研究、運動鞋設計、步態分析、平衡分析，糖尿病足的測試、下肢骨關節疾病等臨床及科研領域。

Tekscan鞋墊式足底壓力分布測試系統是一套鞋內壓力量測系統，它可彎曲的特性，讓使用者在活動上不受任何阻礙，并保持*自然的步態和活動。

Tekscan鞋墊式足底壓力分布測試系統提供的精確地研究數據可以更好地在現實中應用，比如設計和測試鞋墊、篩選有糖尿病足、評估鞋以及提供對**運動員的分析手段……可以與其他分析系統連接，包括表面肌電儀和動作捕捉系統等。

Tekscan步道式足底壓力分布測試系統是一套真正模塊化的人體步態分析量測步道，超薄的平板可以減少跌倒的風險與步態干擾。步態數據會以多種方式顯示，包括：曲線圖、壓強分布圖形、表格以及圖表，以便能快速的識別不對稱性、異常與**結果，另外透過數據庫，可以協助追蹤**成效與比較各時期檔案。

便攜式的步道，行走一趟可采集多個足跡，非常適合孩童、老人、使用拐杖或步態功能有障礙者。自動偵測、標簽并分區，讓您能夠快速的進行步態分析。

應力應變測量系統

全場應力應變測試系統則用于測量鞋服材料在不同受力條件下的變形情況。這項技術在鞋材研發和服裝面料研究中具有重要價值。例如，鞋底的緩沖性能和耐久性是決定鞋子質量的重要指標，而應力應變測試系統可以模擬不同步態和地形條件下的受力情況，評估鞋底材料的形變和耐磨特性，從而優化材料選擇和結構設計。

在運動服裝領域，**度運動（如田徑、籃球）對服裝的延展性和支撐性要求較高，應力應變測試系統能夠幫助設計師選擇具有更優彈性的面料，以確保服裝既能提供足夠的支撐，又不會影響運動自由度。此外，在智能穿戴領域，該系統還可用于評估智能織物的耐用性和舒適性，以確保其在長時間使用中保持穩定性能。

MatchID-2D3D全場應變測量系統可以實現對振動物體表面全場3D位移，變形和應變測量。其應用領域遍及材料力學，疲勞及斷裂力學，結構力學，沖擊力學，振動力學，微納米力學，生物力學等。

設計師和制造商可以據此了解到鞋材在不同方面的性能表現，從而進行設計優化和改進。例如，在支撐性能方面，可以調整鞋底硬度、鞋面材料和結構，以提供更好的支撐效果；在緩震性能方面，可以選擇更適合的鞋底材料和結構，以減少地面沖擊對足部的影響；在穩定性能方面，可以優化鞋底的設計和材料，以提供更好的穩定性。

生物力學人因工效設備在鞋服行業的應用不僅提升了產品的舒適度和功能性，也為可持續發展提供了技術支持。例如，智能制造技術的發展使得鞋服行業能夠基于生物力學數據實現**生產，減少材料浪費，提高生產效率。

總的來說，生物力學人因工效設備的應用正以前所未有的深度改變著鞋服行業。從鞋底緩沖性能優化到運動服裝貼合度提升，從個性化定制到綠色環保材料的研發，這些先進設備讓鞋服行業能夠更科學地滿足消費者日益增長的需求。未來，隨著人工智能、大數據和可穿戴技術的進一步融合，生物力學設備在鞋服行業的應用將更加**，為行業發展注入更強勁的動力，也讓消費者能夠享受到更加舒適、高效、智能化的鞋服產品。

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