一、运动鞋特性
从结构上看，运动鞋由鞋面、鞋垫、中底、大底几个方面构成，每个部分都有其对应的特性。
运动鞋性能的评价方法大致分为离体和在体两大类。离体测试，简单来说就是机械测试，即借助试验机对运动鞋进行抗撕裂测试、减震冲击测试、防滑测试、耐弯折测试……但是人体是一个复杂的有机体，单纯的机械测试无法代表运动鞋性能，也无法满足人体对运动鞋的需求。
耐弯折试验机
止滑试验机
在体测试运用的是生物力学技术原理，生物力学是应用力学原理和方法，对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支，研究对象包含之广，从生物整体到系统、器官（包括血液、体液、脏器、骨骼等），从鸟飞、鱼游、鞭毛和纤毛运动到植物体液的输运等，极大地推动了力学和组织学、生理学、医学相结合。
三维动作捕捉系统
通过光学（红外光）技术实现的动作捕捉。光学动作捕捉一般需要在目标物体的关键位置贴上反光点，俗称Marker点，利用高速红外摄像机捕捉目标物体上反光点的运动轨迹，从而反映目标物体在空间中的运动情况。
SEMG表面肌电测量系统
表面肌电（SEMG ）是一种安全、非侵入性的记录肌电的方法，用来记录和分析肌肉收缩时发出的肌电信号，其代表着肌肉的活动水平。
三维力学测量系统
三维测力台，通过压阻式或压电式原理，采集力学信息，评估运动鞋的减震、缓震性能和能量回归。
压力分布
传感器由电阻式压力传感单元阵列组成。传感单元受到压力作用时，形成电子回路，设备通过计算电阻阻值的变化而得出每个传感单元的压力值。穿戴于鞋中，根据足部压力指标评估分析鞋子舒适性、减震等性能。
可携带式的人体运动气体代谢遥测仪
运用每次呼气分析法进行量度的。可以记录在户外运动时的呼吸代谢,既可以在快速运动的瞬间收集数据,还可以进行长时间的数据收集及测量。可记录三十多个生理数据,包括摄氧量、二氧化碳呼出量、心率及气流量等。
压力感测纸
压力感测纸精度可达图片像素级别，还原运动鞋鞋底花纹真实接触面积，以及花纹细节压强差异。可应用于篮球鞋、网球鞋、跑鞋等鞋底的花纹设计与研发。提升运动鞋产品止滑抓地性能。
MatchID 全场应变、位移测试系统
MatchID-2D3D全场应变测量系统可以实现对振动物体表面全场3D位移，变形和应变测量。其应用领域遍及材料力学，疲劳及断裂力学，结构力学，冲击力学，振动力学，微纳米力学，生物力学等。
实验环境建设-跑台、环境模拟舱
实验环境建设-跑台、环境模拟舱可自定义多种训练程序，跑步、滑冰滑雪、骑车、轮椅全功能训练（可选配下坡跑模式、环境模拟舱）GPS模拟赛道，根据需求定制。
三、生物力学方法的应用案例
鞋底刚度的影响
采集 13 例受试者的耗氧量跑步经济性、关节能、肌电图数据。结果发现刚度较高的中底跑步时，大约有 1%的能量节省。而且可以提高跳跃动作的运动表现，如提高跑动摸高，蹲跳和反弹跳的高度，多方向冲刺运动的成绩。
Roy J P R , Stefanyshyn D J . Shoe midsole longitudinal bending stiffness and running economy, joint energy, and EMG.[J]. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2006, 38(3):562.
Wan X L , Feng Q U , University B S . Influence of Shoe Midsole Bending Stiffness on Comfort and Sprinting Performance[J]. China Sport Science, 2013.
鞋垫结构对运动鞋的影响
与无特殊结构运动鞋相比，专业防跌倒鞋可以降低膝关节的关节力矩，降低在行走过程中能量消耗。专业防跌倒鞋会前脚掌的受力比率增大，左、右脚受力更加均衡。专业防跌倒鞋可以改善骨盆后倾。
鞋中底对运动鞋的影响-中底硬度
在起跳时,随着鞋中底硬度的增加，膝关节的内旋活动度也成增加的趋势，增加了前交叉韧带损伤的风险,软底鞋的缓冲效果最佳，有效缓冲了部分与地面的冲击力。 在体育用品公司研发排球鞋类产品时，建议选择硬度值为 40 度到 50 度的 EVA 发泡材料作为鞋的中底材料。
郏胜威. 不同中底硬度鞋对排球拦网动作的下肢生物力学影响[D].宁波大学,
踝关节护具影响
戴弹性护具跳落时，前后方向、垂直方向的动态稳定性以及总体稳定性均显著下降。佩戴两种护具显著增加了垂直地面反作用力峰值和负荷率，缩短了峰值时间，增加了下肢关节损伤的风险。踝关节矢状面运动幅度较大的运动项目中，不建议佩戴弹性护具；在踝关节额状面运动幅度较大的运动项目中，可以佩戴半刚性护具来提高踝关节左右方向的动态稳定性。
姜欣. 踝关节护具对跳落动态姿势稳定性的影响[D].苏州大学,2018.
鞋材创新，如果单纯理解为寻找新材料未免过于局限，因为合适的材料种类相对有限，新的材料开发更是需要时间，所以鞋材创新需要跳出“舒适圈”，以人为对象，以生物力学为基础，为运动鞋、运动防护装备的材料、结构创新设计提供科学的评价方法。
在追求新材料导入应用的同时，更要加强与鞋子设计、生物运动力学、消费者心理、工艺设备等上下游及跨领域技术的交流、沟通。
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原文始发于微信公众号（艾邦弹性体网）
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