Correr é uma atividade física que envolve uma interação complexa entre o corpo humano e o calçado utilizado. Cada corredor é único, e encontrar o tênis perfeito que se adapte ao seu estilo de corrida pode ser desafiador. Engenheiros do MIT desenvolveram um modelo inovador que visa prever como as propriedades do calçado impactam o desempenho de um corredor, proporcionando uma ferramenta valiosa para designers que buscam inovação no design de tênis.
A escolha do calçado certo pode fazer uma diferença significativa para corredores, independentemente de serem maratonistas experientes ou iniciantes em corridas de 5 km. No entanto, devido à singularidade de cada corredor, o que funciona para um pode não ser eficaz para outro. Até agora, não havia uma maneira rápida e fácil de determinar qual tênis melhor se adequa ao estilo de corrida específico de uma pessoa.
O modelo criado pelos engenheiros do MIT leva em consideração diversas variáveis, como altura, peso e dimensões gerais da pessoa, além de propriedades do calçado, como rigidez e elasticidade ao longo da entressola. Utilizando esses dados, o modelo simula a marcha de corrida de um indivíduo, levando em conta o tipo específico de calçado.
Com essa abordagem, os pesquisadores conseguem simular como a marcha de um corredor se altera ao experimentar diferentes tipos de calçados. Isso permite a escolha do calçado que otimiza o desempenho, minimizando a energia gasta pelo corredor.
Limitações e futuras perspectivas
Embora o modelo demonstre precisão ao simular mudanças na marcha ao comparar calçados muito distintos, apresenta limitações ao lidar com designs semelhantes, como a maioria dos tênis de corrida disponíveis no mercado. Os pesquisadores enfatizam que o modelo é mais adequado como uma ferramenta para designers que buscam ultrapassar os limites convencionais no design de tênis.
Sarah Fay, pós-doutorada no Laboratório de Esportes do MIT, destaca a evolução na fabricação de calçados, especialmente com a impressão 3D. Essa tecnologia permite que designers incorporem uma variedade mais ampla de propriedades nos calçados. O modelo desenvolvido pode, portanto, ser uma ferramenta valiosa para criar sapatos inovadores e de alto desempenho.
O futuro da escolha personalizada de calçados
Os pesquisadores planejam aprimorar ainda mais o modelo, visando um futuro em que consumidores possam utilizar uma versão semelhante para escolher calçados personalizados que atendam ao seu estilo individual de corrida. A flexibilidade do modelo permite a projeção de calçados personalizados, levando em consideração diferentes comportamentos individuais ao correr.
“Permitimos flexibilidade suficiente no modelo para que ele possa ser usado para projetar sapatos personalizados e compreender diferentes comportamentos individuais”, afirma Fay. “No futuro, imaginamos que, ao enviar um vídeo correndo, poderemos imprimir em 3D o calçado certo para você. Esse seria o ápice da personalização.”
A pesquisa e suas inspirações
O modelo desenvolvido pela equipe do MIT é detalhado em um estudo recente publicado no Journal of Biomechanical Engineering. A pesquisa, conduzida por Sarah Fay e Anette “Peko” Hosoi, professora de engenharia mecânica do MIT, destaca a importância de compreender a dinâmica da corrida e as propriedades do calçado na busca por um desempenho atlético otimizado.
A inspiração para o novo modelo surgiu das conversas com colaboradores da indústria de tênis, especialmente os que começaram a imprimir calçados em 3D em escala comercial. Esses designs inovadores incorporam entressolas impressas em 3D, permitindo uma adaptação personalizada para proporcionar conforto e rigidez em áreas específicas da sola.
Os designers, ao abordarem a equipe do MIT, buscavam orientação sobre como aprimorar seus projetos de tênis totalmente novos. A impressão 3D oferece a capacidade de ajustar localmente todas as propriedades do material, proporcionando uma liberdade sem precedentes no design de calçados.
O modelo desenvolvido pelos engenheiros do MIT teve sua inspiração em pesquisas anteriores, incluindo o trabalho pioneiro de Thomas McMahon na Universidade de Harvard. McMahon utilizou um modelo simples de “mola e amortecedor” na década de 1970 para prever a velocidade de corrida em diferentes tipos de pistas. A equipe do MIT adaptou essa abordagem para representar a dinâmica simplificada de um corredor, resultando em um modelo que considera o centro de massa, o quadril giratório, a perna esticada e o calçado com propriedades ajustáveis.
Compreendendo o custo biológico
A equipe do MIT percebeu que a marcha de um corredor não depende apenas das dimensões pessoais e das propriedades do tênis, mas também de um conceito menos tangível chamado “função de custo biológico”. Essa função, muitas vezes subconsciente, representa a busca do corredor por uma eficiência biológica durante a corrida. Identificar essa função permitiu aos pesquisadores prever não apenas a marcha de uma pessoa com um determinado tênis, mas também determinar qual deles resulta na marcha mais eficiente para a corrida.
Para validar o modelo, os pesquisadores realizaram simulações de diferentes estilos de calçados, prevendo a marcha de um corredor e a eficiência correspondente para cada tipo de calçado. Essa abordagem quantitativa oferece uma ferramenta valiosa para designers, permitindo uma compreensão matemática que pode impulsionar a criação de novos conceitos no design de tênis.
