Дата публикации: 03 июня 2020 г.

В MIT придумали кроссовки для скользкой погоды

Ученые из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT), вдохновленные киригами, разработали новое покрытие для подошвы, которое может предотвратить падение на мокрой или ледяной скользкой поверхности.

Вдохновленные японским искусством резки бумаги – киригами (разновидность оригами), инженеры MIT разработали материал, усиливающий трение, который можно использовать для покрытия нижней части обуви, обеспечивая более крепкое сцепление на льду и других скользких поверхностях.

По словам исследователей, включение этого покрытия в обувь может помочь предотвратить опасные падения на льду и других опасных поверхностях, особенно среди пожилых людей.

«В рамках этой работы мы стали решать проблему предотвращения падений, особенно на обледенелых и скользких поверхностях, и разработали систему на основе киригами, которая способствует увеличению трения о поверхность», - говорит Джованни Траверсо (Giovanni Traverso), доцент кафедры механики MIT. инженер, гастроэнтеролог больницы Brigham and Women’s Hospital, а также доцент Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School).

Статья об исследовании опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.

Киригами - это искусство, которое включает в себя вырезание замысловатых узоров на листах бумаги, а затем складывание их для создания трехмерных структур. В последнее время некоторые ученые использовали эту технику для разработки новых материалов, таких как бинты, которые более надежно прилипают к коленям и другим суставам, и датчиков, которые можно использовать для покрытия кожи мягких роботов и помочь им ориентироваться в пространстве.

В этом случае команда применила этот подход для создания сложных узоров шипов на листе пластика или металла. Эти листы, нанесенные на подошву обуви, остаются плоскими, пока пользователь стоит, но шипы высовываются во время естественного движения при ходьбе.

«Новизна этого типа поверхности заключается в том, что у нас есть переход формы от плоской 2D-поверхности к трехмерной геометрии с выходящими иглами», - говорит соавтор исследования Сахаб Бабаи (Sahab Babaee). «Вы можете использовать эти элементы для контроля трения, потому что острые иглы могут появляться и исчезать в зависимости от растяжения, которое вы применяете». 

Исследователи создали и протестировали несколько различных конструкций, в том числе повторяющиеся узоры шипов в форме квадратов, треугольников или кривых. Для каждой формы они также протестировали различные размеры и расположение, и они разрезали рисунки на пластиковые листы и нержавеющую сталь. Для каждого из дизайнов они измерили жесткость и угол, под которым шипы появляются, когда материал растягивается.

Они также измерили трение, создаваемое каждой конструкцией на различных поверхностях, включая лед, дерево, виниловые полы и искусственный газон. Они обнаружили, что все конструкции увеличивали трение, и лучшие результаты были получены при использовании вогнутых кривых.

Затем исследователи использовали вогнутые кривые покрытия для испытаний на людях-добровольцах. Они прикрепляли покрытия к различным типам обуви, в том числе кроссовкам и зимним ботинкам, и измеряли трение, возникающее, когда предметы шли по силовой плите - инструменту, который измеряет силы, действующие на землю, покрытым слоем льда толщиной в1 дюйм. 

Они обнаружили, что с прикрепленными покрытиями-киригами величина создаваемого трения была на 20–35 процентов выше, чем трение, создаваемое только ботинками. 

В настоящее время исследователи работают над определением наилучшего способа крепления и соединения поверхностей киригами. Они рассматривают возможность встраивания их в подошву или конструирования их как отдельного элемента, который можно прикрепить при необходимости. Они также изучают возможность использования различных материалов, таких как резиноподобный полимер с армированным стальным наконечником.

Источник: news.mit.edu

Гасанбекова Л. А. Оценка эффективности финансово-хозяйственной деятельности государственных унитарных предприятий Практическое пособие / Л. А. Гасанбекова, В. И. Никитина, Б. В. Сошников; под общ. науч. ред. канд. экон. наук О. А. Коробко. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2019. – 49 с. (ISBN 978-5-904670-54-2). Доступна электронная версия печатного издания.

Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления Сборник материалов III Всеросс. науч.-практ. конф., г. Москва, 29 декабря 2017. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2018. – 200 с. (ISBN 978-5-904670-53-5). Доступна электронная версия печатного издания.

открыть полный список изданий Центра →