鞋靴智能化对健康的影响

2024-03-29王可卿徐淑波

西部皮革 2024年4期

王可卿，徐淑波

（江西服装学院，江西南昌 330201）

0 引言

数码科技以及大数据的进步迅速，令交互设计在社会的各个领域影响力不断增强，信息交互变得极为重要，涉及到人们的需求满足和用户体验的优化。对于人们日常生活不可或缺的物件，如鞋靴，其需求和体验受到了举足轻重的考虑。因此，随着人工智能为可穿戴设备带来的革新，消费者的需求开始扩散至鞋靴行业，其中，智能鞋靴就是最新的潮流，吸引了各行业的关注。随着人工智能的进步，计算机系统越来越具有与人类思想和行为相似的智力特征。不同类型的人工智能系统具有不同的智能水平，从简单任务的自动化到对人类思维过程的复杂模仿。

1 鞋靴智能化的影响

在日常生活中也有不同种的智能鞋靴进入了人们的生产生活当中。先从计步功能和定位功能两大类别进行分析。计步功能的运动鞋和具有定位功能的鞋。智能定位鞋市场主要分为运动和健身领域以及老年人和儿童护理领域。在运动和健身领域，智能定位鞋可以提供运动数据的记录和分析，为用户提供数据化的运动解决方案[1]。在老年人和儿童护理领域，智能定位鞋可以通过定位和监测功能,及时掌握老年人和儿童的位置和健康状况，避免可能出现的意外事件。

在健康智慧方面，人工智能的发展和使用也是极其可观，健康材料要柔软有弹性、透气性、吸湿性[2]。如老年人普遍存在高血压、高血脂等疾病，形成血液循环障碍，所以需要减少鞋对于脚面的压迫。另外，像图像识别和计算机视觉这样的技术也给人们带来了更多的保密性方法，比如面部识别、指纹识别和虹膜识别。有了这项技术，我们可以更好地保护人民的财产、隐私和安全。

人们的双脚除了支持人体的重量外，还有着把远端的血液推向心脏的功能，所以脚又被称作是“第二心脏”[3]。心脏的主要功能是维持人体的正常供血，维持人体的血液运行等等，可以说明，脚部的血液循环是否良好，会影响整个身体的血液运行。除此之外我们的双脚有多个反射区存在，脚掌上收到的刺激通过神经，经络，反射到大脑皮层，反射到脏腑，对大脑，脏腑都会产生良性刺激，对维持健康意义重大。由此可得，一双性能优良的鞋靴将是人们健康生活的重要组成部分。

智能鞋的设计理念也鼓励人们用高科技的方式改善和提升自己的健康状况。实际上，鞋靴身具备消费品的特性，与电子产品相似。根据行业报告显示，未来智能鞋市场将继续稳步增长，未来四年的复合年增长率大概在23%左右。像Adidas和Salomon之类的大企业也一直在测试通过脚部生物力学定制运动鞋的功能。在这之前已经问世了一种可以感知我们自己脚的生物活性智能运动鞋。

2 智能鞋靴的市场需求

智能穿戴市场的发展正如火如荼，除了智能手表和智能手环之外，智能鞋靴已经成为一种新现象。这个市场已经吸引了多家企业的目光，新创业企业、传统鞋企和大中型跨国公司，都在尝试智能鞋产业。Google、Nike、完美、云朵、幻橙等许多的公司都在试图生产智能鞋，并希望从这种和人类生活最为密切接触的产业中，发现创新机会。

据调查，女性平均每人拥有24双鞋，男性则相对较少，拥有15.5双，平均每人拥有的鞋子可达21.2双，仅中国成人鞋市场的规模庞大，甚至超过了2 000亿元人民币，而中国每年生产的鞋靴数量也早已突破60亿双。近年来，随着智能可穿戴设备的发展，很多团队开始研究用不同的方式让鞋靴变得更智能，使其成为智能产品。

根据预测，智能鞋市场预计在2022年至2027年间其复合增长率可能达到21.7%，预计市场规模将增长至5.494 5亿美元。这一增长势头背后的主要驱动力包括健康生活方式的提升，智能健身产品意识的提高，以及医疗应用的普及。在这个趋势下，智能鞋作为一个可以缓解足痛、扁平足、跟踪健康状况，并能够提高运动效率的产品，受到了广大消费者的欢迎。

3 智能鞋靴类别分析

首先在儿童可穿戴领域，大部分人都会选择手表来展开，而手表作为附带配件，在一定程度上也给穿戴增加了额外的负担。鞋靴同样采用GPSLBS基站的定位技术，在鞋舌内嵌一张GPS芯片，搭载手机App使用，完成定位追踪。除了主动寻物功能外，还支持范围外报警功能。一旦偏离设定范围太远，将会提醒孩子并将报警信息发送给家长。这款鞋采用双定位系统，一个GPS手机基站。鞋子的位置数据通过卫星定位系统发送到手机上。移动网络基站可以在没有信号的情况下定位。定位精度在10 m的范围内，而移动基站精度在100 m左右。家长还可以设置一个范围，当孩子进入这个范围时，手机会发消息提醒他们；当离开该范围时，也会收到手机消息的提醒。

其次，市面上的智能运动鞋也能将运动数据记录下来，而不会增加身体的负担。智能运动鞋的功能除了包括计步之外，更多的功能也在逐步发展。比如在智能运动鞋中设置称重足底称重可以通过对运动量和体重变化的统计来实现，这样就能做到健康管理。每只鞋内嵌有传感器，可以检测平衡状况、体重转移、地面接触力等其他数据，以检测脚底不同部位的受力情况[4]。部分智能运动鞋内置了英特尔Curie模块提供了快速识别不同动作的运算、运动感应器、低功耗蓝牙、电池充电以及模式匹配等功能，以优化感应器数据分析。通过英特尔Curie模块，智能运动鞋可以通过手机App实时监测包括步数计算、卡路里消耗在内的各种运动数据，自动识别走路、跑步、骑车、爬楼等四种运动状态，从而获得即时健身指导。

智慧运动鞋技术可以在提升传统运动鞋材料质量与性能的基础上，通过各种电子器件，全面结合智慧科技，使传统的制鞋工艺和现代科技相结合，通过采用优质的材料、创新功能的产品设计以及智慧感知技术和应用，其产品能够充分利用更广泛的智慧功能，如安全、改善的性能、运动控制以及互动[5]。智能跑鞋结构件：内置加速计、陀螺仪、蓝牙芯片等核心部件，如GPS芯片、微控制器、传感器等。这些可以帮助初跑者避免跑步后膝盖过度磨损、腿部肌肉拉伤、足底筋膜炎等由于非专业跑鞋和错误的造成的伤害，比如跑步姿势不对会对膝盖脚踝造成伤害，比如脚、脚外翻等问题。以帮助跑步者良好的运动。

智能运动鞋可以在技术和性能的基础上优化，以及传统的鞋子，通过电子设备、智能、技术和技术综合融入传统的鞋子技术，使用传统的鞋子制造技术和现代技术，高性能设备的认知科学和智能应用，充分探索使防护、运动性能提升、运动管理和互动等多种智能功能，帮助慢跑者解决和优化跑步中的不足，提高锻炼质量。帮助早期的长跑可以避免膝关节磨损、胫骨拉伤、筋膜炎和其他由不专业的姿势和跑鞋错误的造成的伤害，避免受伤。帮助跑步者练习。

再如：一款名为VixoleMatrix的智能鞋在鞋跟位置安装了一块LED显示屏，可以显示动态、静态的影像。该显示屏分辨率为22 ppi，很有像素风格，不过这并不影响画面内容的显示，除了不够清晰之外。其屏幕所显示，皆可以通过联通软件进行更换，想要任何图案，随时都可以根据心情改变。

此外，VixoleMatrix还创新了图案显示形式，通过内置GPS、动作感应器种感应器，实现图案随脚步移动或地理位置变换各种图案，甚至还能用双脚玩AR游戏。VixoleMatrix使用锂电池供电，电池在开启显示的情况下能够连续使用8 h，它采用无线充电，只要将鞋子放在充电板上即可充电。

4 智能鞋靴的作用

当下社会正面临着老龄化加重的问题，单靠医疗系统所提供的服务并不充分，而随着年纪的增加，部分老人的脚部也开始产生了各类问题，最明显的就是脚部衰老问题，在社会日积月累的压力下，韧带和筋力逐渐缺乏弹力，脚部肌腱退化、脚滑膜关节松动、脚弓塌陷、脚底脂肪垫减少等，使人走路时易产生脚部的酸痛，尤其脚踝部易扭伤，更容易发生绊倒或骨折的问题[6]。智能鞋靴的设计点应该放在开发基于人体测量学和人体工程学的智能老人鞋上，保障老年人的生活质量，也同时减轻了青年人身上的负担。在开发防止老年人走失、为老年人提供更多服务的同时智能鞋靴也要保障鞋的舒适度，争取缓解和解决老年人脚部老化问题。例如可以设置紧急报警系统，当老人遇到紧急情况时，如突发疾病、摔伤等意外事故，老人主动报警，并结合运动传感器监测老人的身体状态，通过两种方式向监护人发出警报提示，并把老人位置、当前状态数据传输给监护人，监护人即可第一时间给老人提供及时救助。

随着年龄的增大人们的反应开始迟钝，动作也变慢，所以，老人们往往在跌倒的时候来不及反应，他们就已经倒地不起了[7]。“防摔倒”智能鞋就是帮助老人在即将摔倒时保持身体平衡，从而避免摔倒的情况发生。研究发现当我们站立不稳时身体往往向后倾倒，随即做出“单脚向后退步”来维持稳定，但很多老年人未曾反应过来，就一下倒地了。于是，当预测到老人将要跌倒时，驱动鞋底的履带，把某一只脚往后移动一些距离，自动引导他往后退一步，使身体重心保持平稳，这样人体就会恢复平衡状态。并且鞋靴内置的所有部件均为超轻材质；除此之外，鞋子的外观与普通鞋一样，有皮鞋、凉鞋，还有舞鞋，满足很多老年人群的使用需求，从心理上打消顾虑。他们还在开发鞋的应用程序，可以和手机连接，监测健康信息，这样家人就可以随时了解老人的健康情况。

智能鞋靴产品是指旨在提供更好的穿戴体验、健康监测、运动分析等功能，融合了多种智能技术和传感器的鞋靴产品。随着科技的发展，智能鞋靴领域也在不断的创新和研究，下面就为大家介绍一些智能鞋靴产品的研究的方向和趋势：

智能鞋靴可以集成健康监测传感器，如心率、步数、睡眠质量等，帮助用户了解自己的健康状况，从而进行相应的调整和改善[8]。智能鞋靴可以帮助用户改进跑步、步行等运动方式，并通过内置的加速度计、陀螺仪等传感器分析用户的运动姿势、步态等，减少受伤的机会。智能材质和设计，能够根据使用者的步态、脚型等，对鞋垫的软硬度、鞋型等进行自动调节，带来更为舒适的穿搭感受。智能鞋应配备可连接移动应用程序的控制装置，使用户能够实时导航，帮助用户更轻松地实现目标。智能鞋靴可以集成语音助手或触摸控制技术，使用户能够通过语音命令或手势来控制音乐播放、电话通话等功能，增强用户与鞋靴的交互体验。

智能鞋靴可以根据不同的环境和气候条件，自动调节鞋子的通风、蓄热等特性，保证更好的适应性。在选择和制造材料的过程中，为了减少对环境的影响，我们还可以注意可持续发展，并使用环保的材料和生产方式。

总的来说，智能鞋类的发展和研究方向涵盖了健康监测、运动分析、舒适度提升、导航交互和集成可穿戴技术等多个领域，随着技术的不断进步，我们可以期待智能鞋靴领域将会呈现出更多令人惊喜的创新和发展。

智能可穿戴设备用户最感兴趣的主要功能是健康指标跟踪、提醒和定位。单是定位鞋，由于定位功能功耗高、需要额外向运营商付费——基站定位需要运营商提供服务以及市场上的产品有很多智能手表、智能手环等影响因素，使得定位鞋还不能在市场上产生太大的反应。