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달리기의 효율과 안전을 증강할 수 있는 새로운 폼팩터를 갖춘 신발의 개발
유기평(K. P. Yu),강수경(S. K. Kang),이상엽(S. Y. Lee),윤성식(S.-S. Yun),안주은(J. E. Ahn),김기원(K. W. Kim),박주연(J. Y. Park),조규진(K. J. Cho) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
달리기는 운동을 목적으로 수행되는 가장 기본적인 신체활동으로 신체 건강 증진, 스트레스 해소 등 다양한 목적으로 이루어진다. 다양한 신발, 보조기들과 달리 기간 사용자의 운동 능력을 증강하고, 부상을 방지하기 위해 개발되었지만, 그 두가지 목적을 하나의 시스템으로 통합하는 데엔 한계가 있었다. 이에 본 연구에서는 발-발목 내부의 아킬레스건과 족저근막의 해부학적 구조를 모사한 탄성밴드를 신발 내부에 반영하여 달리기간 에너지 효율성 향상과 족저근막의 부상을 예방할 수 있는 새로운 폼팩터의 신발을 개발하였다. 개발된 신발은 일반 신발과 달리 앞발과 뒷발 사이 신발 허리부의 자유로운 움직임이 가능하여 신발과 발 사이의 상대움직임을 최소화하며, 이를 통해 발목의 움직임과 발 아치의 움직임을 함께 활용해 탄성밴드의 에너지 저장 및 방출 기능을 수행한다. 또한, 달리기 시작전 탄성밴드를 프리텐션시켜 발목의 저측굴곡을 강화하며 달리기 속도를 높이는데 적합한 앞발착지 주법을 유도한다. 탄성밴드가 작용하는 수축력과 강성은 발 아치의 과내전을 감소시켜 달리기간 족저근막 부상의 위험성을 낮춘다. 신발내 탄성밴드의 장착 여부에 따른 비교 시, 장착 후 보행 주기 전반에 걸쳐 발목 족저굴곡이 강화되어 앞발착지 주법이 유도됨이 확인되었다. 상용 신발과 비교한 달리기 테스트간 9 km/h 속도에서 3.9%, 11 km/h 속도에서 6.5%의 에너지 소모가 감소되어 에너지 효율성 개선이 이루어졌다. 발-발목 구조를 모사한 더미를 통한 착지 테스트를 통해 상용 신발의 경우 족저근막 모사체가 파단된 반면, 본 연구를 통해 개발된 신발은 모사체를 온전히 보호할 수 있었다.
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