博鱼体育苏黎世联邦理工学院、洛桑联邦理工学院（EPFL）和Empa 公司的研究人员正在开发一种带有集成传感器的3D打印鞋垫，可以在鞋内测量鞋底压力，从而在任何活动中测量鞋底压力。这有助于运动员或患者确定运动表现和治疗进展博鱼体育。

　　在精英体育运动中，几分之差有时会决定胜负。为了优化他们的表现，运动员们会使用定制的鞋垫。同时，患有肌肉骨骼疼痛的人也会用鞋垫来对抗他们的不适。

　　一般来说，在专家能够准确地安装这种鞋垫之前，他们必须首先创建一个脚的压力分布。为此，运动员或患者必须赤脚走过压力敏感垫，在那里他们会留下自己的脚印。根据这种压力分布，骨科医生可以开始手工制作定制的鞋垫。这种方法的问题在于优化和调整都需要时间。另一个缺点是压力敏感垫只能在有限的空间内测量，而不能在锻炼或户外活动时测量。

　　现在，来自苏黎世联邦理工学院（ETH）、洛桑联邦理工学院（EPFL）和Empa 公司的研究团队的一项发明可以大大改善这种情况。研究人员使用3D打印技术生产了一种定制的鞋垫，内置了压力传感器，可以在各种活动中直接测量鞋中脚底的压力。

　　Empa和ETH复杂材料实验室的高级助理、联合项目负责人吉尔伯托·西奎拉（Gilberto Siqueira）解释说：“你可以通过检测到的压力模式来判断一个人是在走路、跑步、爬楼梯，还是背着重物 —— 在这种情况下，压力更多地转移到脚后跟。”这使得繁琐的垫子测试成为过去。这项发明最近发表在《科学报告》杂志上。

　　这些鞋垫不仅使用方便，制作也很容易。它们的生产只需一步（包括集成传感器和导体）：使用一台3D打印机，称为挤出机。

　　在打印方面，研究人员使用了专门为这种应用开发的各种墨水。作为鞋垫的基础，科学家们使用了硅胶和纤维素纳米颗粒的混合物。

　　接下来，他们用含银的导电墨水在第一层上打印导体。然后，他们用含有炭黑的墨水将传感器打印在导体上的各个地方。传感器并不是随机分布的：它们被精确地放置在脚底压力最大的地方。为了保护传感器和导体，研究人员在它们表面涂上了另一层硅胶。

　　在研发过程中，最初的困难是在不同的材料层之间实现良好的附着力。研究人员通过用热等离子体处理硅胶层的表面来解决这个问题。

　　作为测量法向力和剪切力的传感器，它们使用压电元件，将机械压力转换为电信号。此外，研究人员还在鞋底上建立了一个接口，用于读取生成的数据博鱼体育。

　　测试表明，研究人员添加的鞋垫效果很好。项目负责人吉尔伯托·西奎拉说：“因此，通过数据分析，我们实际上可以根据传感器的反应和反应的强烈程度，来识别不同的活动。”

　　目前，吉尔伯托·西奎拉和他的同事仍然需要一个电缆连接来读取数据；为此，他们在鞋垫的一侧安装了一个接触器。他说，下一步的发展步骤之一将是建立无线连接。“然而，到目前为止博鱼体育，读取数据还不是我们工作的主要重点。”

　　在未来，带有集成传感器的3D打印鞋垫可以用于运动员或物理治疗，例如测量训练或治疗进展。根据这些测量数据，可以调整训练计划，并使用3D打印生产具有不同软硬区域的永久性鞋垫。

　　尽管吉尔伯托·西奎拉相信他们的产品有很大的市场潜力，尤其是在精英运动领域，但他的团队还没有采取任何商业化的步骤。

　　来自Empa、苏黎世联邦理工学院和EPFL的研究人员参与了鞋垫的开发。EPFL的研究人员Danick Briand协调了该项目，他的团队提供了传感器，而ETH和Empa的研究人员开发了墨水和打印平台。参与该项目的还有洛桑大学医院（CHUV）和骨科公司Numo。该项目由ETH领域的先进制造战略重点领域计划资助。