نقش شرایط خستگی در بهینه سازی طراحی کفش دوندگان

در سال های اخیر، فراهم نمودن مدلی برای بررسی ارتعاشات بدن در هنگام دویدن و همچنین ارائه روشی برای شبیه سازی عملکرد سیستم عصبی مرکزی انسان در تنظیم عملکرد عضلات به منظور طراحی کفش ورزشی قبل و بعد از خستگی، موضوع مقالات بسیاری بوده است. در تحقیق حاضر، مدل چهار درجه آزادی بدن انسان به همراه تابع هدف سیستم عصبی مرکزی در قالب یک مسئله بهینه سازی با قیدهای قبل و بعد از خستگی در نظر گرفته شد. ابتدا نشان داده شد که روش بهینه سازی استفاده شده در ادبیات فن برای این نوع مسئله بهینه سازی به نتایج غیردقیق می انجامد. سپس برای یافتن جواب های دقیق تر، مسئله مذکور با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات، بهینه سازی گردید. مقایسه نتایج حاصل از این تحقیق، با ادبیات فن، نشان داد که روش پیشنهادی، سازگاری بیشتری با نتایج تجربی دارد. نتایج شبیه سازی حاکی از آن بود که با افزایش زمان دویدن و به دنبال آن افزایش خستگی، محدوده مناسب پارامترهای ارتعاشی کفش ورزشی، به شدت کاهش می یابد. همچنین دامنه ارتعاشی بافت نرم عضلانی پایین تنه به طرز چشمگیری افزایش می یابد. علاوه بر این، با استفاده از الگوریتم پیشنهادی، به صورت پارامتریک، اثرات تغییر در توزیع جرم و همچنین سرعت های تماسی، بر محدوده مناسب پارامتر های ارتعاشی کفش ورزشی قبل و بعد از خستگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج، وابستگی شدید این محدوده به توزیع جرم پایین تنه و سرعت های تماسی پایین تنه را نشان داد. نتایج این تحقیق می تواند در طراحی کفش های ورزشی، به ویژه کفش دوندگان و رشته های مشابه، جهت بهبود عملکرد ورزشکاران مفید فایده واقع شود.