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运动鞋“爱”上高科技 创新就是为双脚服务
来源:体教联盟2017-05-05

阿迪达斯近期发布了新版3D打印运动鞋,确认在今年推出5000双,并于明年投入量产。这使得高科技在运动鞋上的应用,近期又成为热点话题。


从历史到未来,从文化到科技,鞋不单单只是穿在脚上的工具,或许基于人类对于步行奔跑舒适度的苛刻要求,制鞋业总是追逐着每个时代的尖端科技。如同美国著名制鞋师比尔·鲍曼所说:“一切创新都是为了适于双脚,而不仅仅只是做一双鞋。”


为了鞋子的减震,制造商们可谓“操碎了心”


1868年,第一双用硫化橡胶作平鞋底的网球运动鞋诞生,这标志着近代运动鞋的正式产生。从那时开始,如何给运动员制作适合的竞赛用鞋,成为真正的技术问题,并带来越来越广阔的市场。进入20世纪50年代,运动鞋市场基本形成了美国、德国、日本三足鼎立的局面,厂商们在鞋型设计、制作工艺、面料款式等多个领域展开研发和竞争。


给奔跑、跳跃、快速移动的运动员提供足部的保护并帮助他们更好发挥技能,是运动鞋的基本功能,而减震显然是鞋子最重要的技术诉求。


在20世纪60年代,所有的跑步鞋鞋底都把足穹底部位的材料挖掉一块,鞋底的前段和后跟部位是分离的,厚度只有6毫米,鞋底的减震效果也不够理想。


1973年,美国著名制鞋师比尔·鲍曼突破传统的观念,大胆对跑步鞋结构设计改进,他把PU胶倒入做威化饼干的铁模子里,从铁模中取出干燥后的PU胶,就成了一块运动鞋沿用至今的著名的“威化底”。


1974年,布鲁克司公司首先在鞋底中使用EVA,这种革命性的聚合物材料具有重量轻、减震效果佳的特点。很快EVA就全面取代橡胶,成为使用最广泛的中插材料。


1987年,耐克公司发明了在脚跟底部位装上减震装置的气垫鞋。美国航空工程师 M.Frank Rudy参与开发这款跑鞋,事实上气垫工艺源自美国的登月计划。


在美国阿波罗登月计划中,科学家为制造完整、厚度均匀、能耐受高压的航天服内胆,发明了把一团耐压软材料加热软化放在模具中,然后再向这个模具中吹入高压气体的方法,这就是“中空吹塑成型”技术。后来,运动鞋制造商发现这种工艺可以快速高效地制造完整的鞋帮,于是便广泛地将其应用于运动鞋的制造。 现在的气垫运动鞋,都是出自于航天服的制造工艺。


耐克公司推出的气垫鞋最初使用Air Sole缓震技术,Air Sole是耐克Air的最初形态。这种缓震技术的发明不仅改进了鞋子中底的减震性能,也降低了中底的重量。


气垫的出现不仅是运动者的福音,是耐克帝国的基石,更是高性能运动鞋的一个标志,成为了全世界各个运动厂商争相超越的目标,刺激了运动鞋科技的蓬勃发展。


1988年,Asics公司在运动鞋的中插部位嵌置硅胶(Gel)软垫,开辟了减震的新领域。20世纪80年代后期,艾通尼克(Etonic)公司针对早期气垫鞋稳定度不足的缺点,设计了稳定性气垫装置。1992年开始采用透明的PVC材料代替透明橡胶生产运动鞋,透明式运动鞋底设计成为风潮。耐克鞋的气垫不断更新换代,质量也越来越好。


而今,当最新的缓震科技系统融入到复古跑鞋时,经典的款式再次被赋予了全新的定义。技术进步在提高鞋子舒适度的同时,也契合了这个时代消费者的怀旧心理。


数十年前的设计,其前瞻性经久不衰


受智能技术、大数据、3D打印等科技创新的助推,眼下的运动鞋似乎具备比以往更酷炫和先进的技术配备,然而不少出现在数十年前的设计,其前瞻性历久弥新,让人佩服当时设计师的敏锐性。


诞生于1984年洛杉矶奥运会的Micropacer跑鞋,是阿迪达斯旗下最为经典的设计之一。它在原本应该是鞋带的部分加入了一块微型芯片,可以计算并显示时间、运动距离、运动所燃烧的卡路里等信息,尝试着用科技手段帮助人们更科学地运动起来。


即便随着当下智能硬件产品不断发展,可以帮助运动者们科学跑起来的装备已经越来越多,但Micropacer的设计在今天回想起来依旧充满前瞻性,也让人看到品牌本身的长远眼光。


1997年,耐克设计师Eric Avar首次利用发泡材质制作了一双科幻外形的篮球鞋,从此Foamposite One和Foamposite Pro便诞生了。这双鞋堪称其设计生涯最具代表性的设计,也突出表现了他设计之中最大的一个特点:高科技和全新理念的使用。在这双鞋中用到了双层Zoom Air、大面积碳板、透明外底等等之前较少用到的技术搭配,并且使用了一种特殊的一次成型开创性技术——将液态的聚亚氨酯注入到雕刻好的模具中,等液体冷却凝固后获得一个完整的2毫米厚的鞋面。用最简单的语言形容,就是充满了“未来感”。这款鞋高昂的售价、不同于一般球鞋的制作过程和超前的外形设计都使得它立刻吸引了世界的目光。时至今日,Foamposite仍然是世界上最受欢迎的球鞋之一。


3D打印技术20分钟就能打印出一双鞋


随着3D打印技术的进步,制鞋的方式也在悄然发生变化,厂商们可以利用这种更快、更便宜的手段打造出更有科技范的鞋子。早前,阿迪达斯已经采用了3D技术打造鞋子,但还只是小批量供应,通常只有专业运动员才能享受。为了增加3D打印鞋子的供应量,阿迪达斯与硅谷创业公司Carbon合作,克服了3D打印速度慢的问题,引入最新的3D打印技术“数字光合成”(Digital Light Synthesis)。


据悉,该技术通过使用数字光投射、透氧光学片以及可编程液体树脂,打造出了具有出色性能以及长效耐久的合成产品。而阿迪达斯对于跑鞋性能的极致追求,也使该项科技的首个成果被应用在了跑鞋中底上。


“数字光合成”的优点在于其通过合成一个部件就可以精确定位每一位运动员对于动作、缓震、稳定、舒适的需求。相比一般的3D打印技术,该技术不仅具有更快的制作速度和更大的制作规模,还具有更好的品控以及更多材料、色彩的选择,这也让搭载该科技的产品更加容易被量产。


到明年,Carbon的3D打印技术将使打印一双鞋的时间由一个半小时大幅降低到20分钟,未来Futurecraft 4D的年产量有望达到10万双,从而大大提升产能。


将3D打印用于制鞋的不仅仅只有阿迪达斯一家公司。New balance公司也与知名3D打印技术公司3D Systems合作,通过特殊的弹性粉末和其他特殊材质制造出了具备减震效果的夹层鞋底。使用这种材料制造的鞋底,可以让跑步者在灵活性、耐久性之间寻找到一个最佳的平衡感,同时还能满足强度和重量的要求。


另一家鞋企锐步利用3D打印,造出了一款完全超乎想象的鞋:他们用一种液体,打造了一款非同寻常的鞋子。具体来说,鞋子本身还是传统的纤维材料,Reebok只是用这种液体做了一张“网”,把鞋底和侧面包裹了起来。这种如巧克力酱的鞋底非常有弹性,可以很好地吸收地面对脚的冲击力,并将这种力量进行回弹。


在制作过程中,3D打印喷头直接将液体进行平面喷绘,固化后将整个网包裹在鞋上。该技术成本低,无需开模,而且速度快,可以大大缩短鞋子从草图到产品的过程。锐步公司计划在明年专门开设工厂,来生产研制这种3D打印材料。


自动调节鞋身松紧,灵感来自科幻电影


在现代运动鞋设计中,除了减震,另一项受到消费者和厂商关注的技术挑战就是合脚。当缓震引导着运动鞋整体发展的时候,合脚作为另一个重要的方面,却仅仅只是停留在切换各种不同的鞋面设计和可变鞋带结构上。


如今,随着一些科幻电影中的情节变成现实,依靠技术进步实现鞋子合脚,已经并不遥远。


去年年末,耐克发布一款“黑科技满满”的跑鞋,这双名为HyperAdapt 1.0的鞋子,乍看上去跟耐克的普通鞋型没有什么区别,但实际上,这是一款可以自动调节松紧的鞋子。鞋子穿上以后,它会根据双脚与鞋子的贴合状况,自动调节松紧度,不需要系鞋带。这样一来,消费者就不用担心在激烈运动的时候鞋带会散开。鞋子底部有一个引擎,穿进鞋子之后,位于鞋跟的感应装置会根据脚型调整隐藏在鞋带之后的金属丝,从而调整鞋子的松紧,这时候鞋子会发出轻微的机械的响声。


有趣的是,这项技术最早出现于科幻电影《回到未来》,影片中男主角穿了一双可以自动系鞋带的Nike Mag,不过现实中的技术还不能被称作“自动系鞋带”,其正式的技术功能名称叫做“动态调整鞋带”。耐克创新部门对这项技术作出如下解释:“当你穿上鞋子时,你的脚跟会踩到一个感应器,这时候鞋带系统就会自动绑紧。而这双鞋侧面的两个按钮可以用来调节松紧。如果你还是有需求,也可以手动将舒适度调到最佳”。


这项独特的设计成为了引领现代流行文化的重要指标。正犹如耐克集团总裁兼首席执行官马克·帕克(Mark Parker)所说,“我们为了科幻故事所创造的东西并且将它真正地实现在真实世界中,发明了这项全新的技术,这将会有利于所有的运动员们。”


追求环保可降解,鞋子穿坏了可变成肥料


现代运动鞋展现科技魅力的另一个层面,就是鞋的环保属性。随着人们环境保护意识的增强,环保型运动鞋正在成为技术扎堆、创意迭出的领域。


锐步公司最近宣布了一项名为“棉花+玉米”的新计划,打算在市场上推出用这两种植物制作的运动鞋。“棉花+玉米”项目是锐步公司团队对未来的构想,而现在已经生产了一双环保休闲鞋,其中鞋面是用有机棉花制造,鞋底则是通过玉米制成。


根据锐步介绍,虽然使用了工业玉米和有机棉等材质,价格并不会变高。该公司未来项目负责人称,公司的目标是提供更大的可选择范围,并且在鞋子被穿坏或者扔掉之后能够直接降解成肥料,不会污染环境。


去年12月,阿迪达斯在一场生物制造大会上发布了一款可100%生物降解的专业跑鞋Futurecraft Biofabric,其特别之处在于其采用一种独特的生物聚合物纤维Biosteel制成,拥有与蜘蛛丝一样的蛋白质,不但坚韧耐用,而且更可100%生物降解及不会致敏。如果鞋子穿烂后想废弃处理,只需要将其放入有足够浓度催化剂的水中36小时,即可将蛋白质制成的纤维分解,整个过程完全天然,不会对环境造成污染。


每年由于跑鞋废弃,全球都会产生相当大量难以回收的垃圾,正是基于环保方面的考虑,阿迪达斯才推出了此款跑鞋。该材料还具有控制湿度、透气、对抗细菌滋长等好处,并且比起一般合成纤维轻15%。


与制鞋市场毫不相关的公司也热衷造鞋


不是只有鞋企才能做出鞋子的科技创新。先锋电子公司(Pioneer)推出了一款可以照明的鞋,就像前后都安了手电筒一样,可谓黑夜中行走的利器。鞋的前灯可以照亮最多1.5米的距离。鞋子后部的LED绿灯则可以让车辆注意到行人。而这双鞋最棒的部分是,它可以把运动产生的能量转化为电能,自行供电。


而维珍航空公司也推出了一款“头等舱鞋”。这款运动鞋全球仅一双,采用意大利高档皮革纯手工制作,试图营造维珍航空头等舱的舒适奢华体验。尽管我们无法得知穿着这双鞋能做什么运动,但可以确定的是,你能够穿着它看视频!因为这款运动鞋内置了WiFi模块、手机充电接口以及一块非常小的屏幕,能让你连续观看3小时的视频。


设计师兼资深芭蕾舞者利西亚·特鲁贝(Lesia Trubat)则设计出一款名为E-Traces的高科技芭蕾舞鞋。这双舞鞋可以捕捉舞者的脚步运动,并且将之转换为动态的、多颜色的电子绘画。绘画的作品可以通过相应的app在手机上查看。


与制鞋市场绝对毫不相关的百度与腾讯,前者早在2015年初就与361度推出了一款儿童定位跑鞋;后者在2016年与李宁及达芙妮共同发布了一款QQ物联儿童智能定位鞋……


在物联网中,鞋子是不可或缺的一个元素。为何我们不能这样来想象:在冬天出门前,用亚马逊的智能音箱Echo先调高我们鞋子的温度;在运动时,用手环开启我们鞋子的体脂检测与计步功能……恐怕,科技造鞋如此迅猛的原因就在于,最容易切入日常生活、改变人们生活品质的物件之一,就是外出必穿的鞋。

深圳商报记者 常舒艺