Zaterdag 08/05/2021

Bionische sportschoen past zich elektronisch aan ondergrond aan

Een minuscule elektrische motor reageert op een sensor in de hiel en geeft de opdracht de schoenen te veranderen, terwijl de loper ze aanheeft

De schoen van zes miljoen

Schoenen zijn lang gewoon praktisch geweest, maar nu zijn ze slim aan het worden. Slim genoeg om hun omgeving elektronisch aan te voelen en dan onmiddellijk hun materiële eigenschappen te veranderen om zich aan die omgeving aan te passen. Kortom, schoenen die alles kunnen wat nodig is om een verbeterde sportieve prestatie te leveren.

Portland

The New York Times

Michel Marriott

'Het hele concept van een intelligente schoen zou fantastisch zijn", zegt Christian DiBenedetto, wetenschapper in het Noord-Amerikaanse hoofdkwartier van Adidas. "Iets wat zou veranderen naargelang je verschillende behoeften tijdens een marathon, of wat je ook aan het doen bent. Dat is altijd de fantasie geweest."

Adidas, al 83 jaar lang producent van sportartikelen, staat op het punt die fantasie om te zetten in biomechanische realiteit, in de vorm van een loopschoen voor mannen en vrouwen. De schoen, mooi, gestroomlijnd en even licht als een traditionele sportschoen (ondanks zijn op batterijen werkende sensor, microprocessor en elektrische motor), wordt tegen december in de winkels verwacht en zal ongeveer 210 euro kosten. Het zal het eerste paar schoenen in de geschiedenis zijn dat geleverd wordt met een gebruiksaanwijzing op cd-rom. Medewerkers van Adidas zeggen dat de schoen geen gimmick is. De ontwerpers beweren dat hij een sprong vooruit betekent op het vlak van draagbare technologie. Elke seconde kan een sensor in de hiel tot 20 000 metingen aan, het ingebouwde elektronische brein kan tot 10 000 berekeningen maken en geeft een minuscule elektrische motor de opdracht de schoen te veranderen. De bedoeling is dat de schoenen zich aanpassen aan veranderende omstandigheden en aan de specifieke stijl van de loper, terwijl hij ze aanheeft.

"Eigenlijk is dit de eerste schoen die zijn eigenschappen kan veranderen op het moment zelf", zegt DiBenedetto, die de leiding had over het team dat de schoen creëerde, over het vermogen van de schoen om zijn demping aan te passen terwijl de drager loopt. Op de schoenen zullen toetsen staan, en lichtgevende dioden om de standen te tonen. De bijgeleverde cd-rom zal dragers onder andere vertellen hoe ze de batterij moeten vervangen na elke 100 uur gebruik.

Van alle kledingstukken, zegt Rob Enderle, analist voor de Enderle Group in het Californische San José, ligt de schoen het meest voor de hand om op te focussen als het om draagbare technologie gaat. Anders dan kledingartikelen die gewassen of gestoomd moeten worden, bieden schoenen een stabielere plaats om nuttige elektronica in te bouwen, zegt hij. Geavanceerde schoenen, vooral degene die bedoeld zijn voor sportief gebruik, zo gaat Enderle verder, zijn verbeterd met een reeks biomechanische ontwikkelingen. De meeste daarvan hebben te maken met samengeperste gassen, schokdempers en veren. "Maar volgens mij", zegt Enderle, "is het de eerste keer dat elektronica in schoenen wordt geplaatst voor iets anders dan lichtjes."

De nieuwste creatie, en de eerste waarin digitale technologie verwerkt is, is de '1'-loopschoen. Buiten het team dat de schoen ontwikkelde (dat zelden bestond uit meer dan zeven ontwerpers, ingenieurs, researchers en testers), zagen weinig mensen de schoenen terwijl ze vorm kregen. "We overplakten ze met tape", zegt Mark A. Oleson, een 29-jarige ingenieur in de elektromechanica. Samen met de 38-jarige DiBenedetto vormde hij de kern van de groep. Hun uitdaging bestond erin schoen en technologie op een nieuwe manier samen te smelten.

Het eerste wat DiBenedetto en zijn team moesten ontdekken was of er een ideale schokdemping bestaat voor lopers. De kussentjes in de zool zijn het middel van de schoen om de voet van de loper soepel af te remmen als de hiel de grond raakt. "Als de compressie te hard is, vertraagt de voet te snel en voelt de loper de schok in zijn knieën", zegt DiBenedetto, die van opleiding ingenieur in de mechanica en aeronautica is. "Maar als de zool te zacht is, komt de voet te hard neer op de grond, en dat belast de knieën ook."

DiBenedetto zegt dat hij verrast was toen hij ontdekte dat niemand ooit de compressie van de kussentjes in de zool precies gemeten had terwijl een schoen werd gebruikt. Om dat te doen, plaatsten hij en Oleson een sensor die zo groot was als het oog van een mus in het bovenste deel van de hiel van een gewone loopschoen. In het onderste deel van de hiel kwam een magneet kleiner dan een muntstukje te zitten. Zo creëerden ze een magnetisch veld dat de sensor kon meten. Terwijl de hiel samengedrukt werd, mat de zogeheten Hall-sensor de corresponderende veranderingen in de sterkte van het magnetisch veld tot op een tiende van een millimeter, en dat duizend keer per seconde.

Om de informatie te verzamelen en op te slaan, en ze dan door te sturen naar een computer voor analyse, moest het team ook een registreertoestelletje ontwerpen en fabriceren. Na heel wat mislukte pogingen, hadden ze een sensor en een registreertoestel die klein en krachtig genoeg waren om bevestigd te worden op de tong van een sneaker. Tijdens de eerste maanden van hun research, zeggen DiBenedetto en Oleson, leerden ze zichzelf printplaten maken en er onderdelen op solderen. DiBenedetto, die vroeger speelgoed maakte en ontwerper was van luchtopname en -uitstootsystemen voor strikt geheime vliegtuigprojecten van Lockheed, legt uit dat het team gemotoriseerd speelgoed begon te kopen en te ontleden. Furby, het elektronische speeltje van Hasbro, hielp hen bijvoorbeeld de minuscule elektrische motors en schakelaars die ze misschien zouden nodig hebben voor de schoen, beter te begrijpen. Een gevilde Furby staat dan ook op de rand van een tafel in DiBenedetto's werkruimte.

Zodra het team een betrouwbare 'sensorschoen' had, stelde het een aantal ervan af op verschillende dempingniveaus. Vervolgens werden proefpersonen uitgenodigd om het paar schoenen te kiezen die ze het meest comfortabel vonden. Daarna gingen ze er een eind mee lopen.

"Toen ze terugkwamen, gingen we de data downloaden", herinnert DiBenedetto zich. "Wat we zagen was dat iedereen een schoen koos met hetzelfde compressieniveau." Daarom schreef zijn team een wiskundige taal waardoor de ingebouwde computer van 20 megahertz er constant voor kon zorgen dat de demping ideaal was voor de loper en de situatie. Daarna stonden ze voor een ander probleem: hoe een schoen zichzelf doen aanpassen terwijl hij gedragen wordt? De oplossing was een hol plastic kussentje met metalen steuntjes. Als de motor in de schoen de spanning aanpaste op een kabeltje van roestvrij staal dat door de flexibele hiel liep, reageerde de hiel precies zoals DiBenedetto en Oleson het wilden.

Enderle, de analist, voorspelt dat schoenen die digitale technologie efficiënt gebruiken waarschijnlijk wel een markt vinden. Zelfs aan ruim 200 euro per paar. "Gelukkig voor Adidas", zegt hij, "hebben veel mensen die lopen geld en vinden ze het fantastisch de nieuwste revolutionaire schoen te hebben die technologie aanwendt om de loopervaring beter te maken." In eerste instantie worden er van de 1-schoen hoe dan ook maar 25.000 paar gemaakt. Als die uitverkocht raken, zal Adidas 5,1 miljoen euro verdiend hebben.

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234