Thesis (Master)--İzmir Institute of Technology,İzmir, 2005 / Keywords: Foot, footwear design, foot-footwear interaction, human engineering, comfort&performance Includes bibliographical references (leaves. 144).

Gait analysis allows clinicians and researchers to quantitatively characterize the kinematics and kinetics of human movement. Devices that quantify gait can be either portable, such as instrumented shoes, or non-portable, such as motion capture systems and instrumented walkways. There is a tradeoff between these two classes of systems in terms of portability and accuracy. However, recent computer advances allow for the collection of meaningful data outside of the clinical setting. In this work, we present the DeepSole system combined with the different neural network models. This system is a fully capable to characterize the gait of the individuals and provide vibratory feedback to the wearer. Thanks to the flexible construction and its wireless capabilities, it can be comfortably worn by wide arrange of people, both able-bodied and people with pathologies that affect their gait. It can be used for characterization, training, and as an abstract sensor to measure human gait in real-time. Three neural network models were designed and implemented to map the sensors embedded in the DeepSole system to gait characteristics and events. The first one is a recurrent neural network that classifies the gait into the correct gait phase of the wearer. This model was validated with data from healthy young adults and children with Cerebral Palsy. Furthermore, this model was implemented in real-time to provide vibratory feedback to healthy young adults to create temporal asymmetry on the dominant side during regular walking. During the experiment, the subjects who walked had an increased stance time on both sides, but the dominant side was affected more. The second model is encoder-decoder recurrent neural network that maps the sensors into current gait cycle percentage. This model is useful to provide continuous feedback that is synchronized to the gait. This model was implemented in real-time to provide vibratory feedback to six muscle groups used during regular walking. The effects of the vibration were analyzed. It was found that depending on the feedback, the subjects changed their spatial and temporal gait parameters. The third model uses all the sensors in the instrumented footwear to identify a motor phenomenon called freezing of gait in patients with Parkinson’s Disease. This phenomenon is characterized by transient periods, usually lasting for several seconds, in which attempted ambulation is halted. The model has better performance than the state-of-the-art and does not require any pre-processing. The DeepSole system when used in conjunction with the presented models is able to characterize and provide feedback in a wide range of scenarios. The system is portable, comfortable, and can accommodate a wide range of populations who can benefit from this wearable technology.

A indústria calçadista brasileira é formada majoritariamente por pequenas e micro empresas que ainda preservam o modo tradicional e autêntico de produção de calçados e têm as mãos do artesão como a mais importante das ferramentas. Dessa maneira, sob a adoção das definições de design propostas pelo ICSID (2014) e por Bonsiepe (2011), o presente trabalho teve como objetivo geral registrar o modo de produção de calçados dessas pequenas e micro unidades produtoras e como objetivo específico propor um modelo híbrido de criação e desenvolvimento, com a implantação de ferramentas digitais que preservasse o modo tradicional de fabricação, e, ao mesmo tempo, impulsionasse essa dinâmica de produção. O trabalho foi fundamentado nas obras E Triunfo?, de Aloísio Magalhães (1985), Tempos de Grossura: o design no impasse, de Lina Bo Bardi (1994) e Design, Cultura e Sociedade, de Gui Bonsiepe (2011). Também foram realizadas pesquisas de campo em dois grandes polos calçadistas brasileiros: região do Vale dos Sinos, no estado do Rio Grande do Sul, e na cidade de Franca, no interior do estado de São Paulo, além de entrevistas com entidades do setor e visitas técnicas a centros de manufatura, centros de ensino e empresas fabricantes de pequeno e micro porte. Como ilustração da importância do artesão e do modo de produção artesanal, o trabalho apresenta um estudo de caso sobre a confecção de um calçado para uma pessoa com necessidades especiais. A proposta do modelo híbrido foi elaborada em fluxograma e comparada ao modelo do sistema atual de fabricação de calçados praticado pelas pequenas e micro empresas. Como resultado verificou-se que elas encontram-se estagnadas em sua dinâmica de produção, com falta de renovação de mão de obra, sem projetos de sua própria autoria e sem departamento de criação, o que implica, a cada dia, o enfraquecimento dessas empresas e, possivelmente, na perda e no esquecimento de um rico modo de produção. Logo, o modelo proposto vem ao encontro das necessidades dessas empresas, mostrando que o design é o fator crucial para o fortalecimento dessas unidades produtoras e para o reconhecimento desse modo de fazer como corpo formador do patrimônio imaterial do país. / The brazilian footwear industry consists mainly of small and micro companies, which still preserve the traditional way and authentic shoe production, where the hand of the craftsman is the most important tool. Thus, under the adoption of definitions of design proposed by ICSID (2014) and Bonsiepe (2011), the present study general goal is to register the footwear production mode of these small and micro units, and propose as specific goal a hybrid model for creation and development, with the implementation of digital tools, which would preserve the traditional way of manufacturing, while this boosts production dynamics. The work was based on the works E Triunfo?, by Aloisio Magalhães (1985), Tempos de grossura: o design no impasse, by Lina Bo Bardi (1994 ) and Design, Cultura and Sociedade, by Gui Bonsiepe (2011). Field research in two large footwear brazilian centers were also performed: Vale dos Sinos in Rio Grande do Sul State and the city of Franca in Sao Paulo State, as well as interviews with footwear institutions and technical visits at manufacturing centers, teaching centers and small and micro manufacturers companies. As an illustration of the importance of artisan and craft production mode a case study about making a shoe for a person with special needs was presented. The hybrid model proposed was drawn in a diagram and compared to the model of the current system shoemaking practiced by small and micro companies. As a result it was found that these are stagnant in their production dynamics with non-renewal of hand labor, no projects of their own, and without the creative department, which means every day as a weakening of these companies and possibly the loss and oblivion of a rich mode of production. Therefore, the proposed model meets the needs of these companies, showing that design is crucial to the strengthening of these mills, and for recognition thus as part of the intangible heritage of the country.

O design de calçados femininos de salto alto frequentemente tem características de projeto com foco no styling ao invés de projeto centrado no usuário, uma vez que a estética prevalece em relação ao conforto. No presente trabalho, desenvolve-­-se uma abordagem metodológica para o projeto de calçados, focado na melhor adaptação aos pés dos usuários, representados pelo universo das mulheres, com a característica do \"sob medida\", visando principalmente o conforto. Como estudo de caso considera-­-se o calçado comercial, feminino e de salto alto. A metodologia consiste na uHlização de simulação virtual para análise do desempenho, podendo prever possíveis falhas antes da produção em escala, principalmente pelos estudos dos fenômenos relacionados com as deformações dos materiais sofridas por cargas aplicadas, ou seja, tensão x deformação. A elaboração do modelo de análise ocorreu pela obtenção de dados de pressão plantar realizados em ensaios de baropodometria, uHlizando palmilhas com sensores que medem as pressões instantâneas durante o passo. Os calçados selecionados foram cedidos por uma marca comercial conhecida e atuante no mercado brasileiro há mais de 30 anos, sendo modelos sociais, Hpo sandálias e scarpins, considerados produtos de luxo. Três alturas de salto foram usadas nas medições, e para o mais alto deles, uHlizou-­-se dois modelos, um de salto fino e outro de salto com base retangular. Essas medições são os dados de entrada para o so-ware de análise pelo método dos elementos finitos. As forças aplicadas em uma palmilha virtual simulam as regiões dos picos de pressão obHdas pela baropodometria, caracterizando a distribuição da pressão plantar. Essas análises podem auxiliar novos projetos de calçados, dando o suporte necessário para a idealização de soluções que proporcionem diminuir os picos de pressão, causando assim menor desconforto e maior adequação do projeto às caracterísHcas fisiológicas de cada usuário pela criação de palmilhas anatômicas e personalizadas, como sugere o resultado das análises. Uma vez que é uHlizada uma metodologia que consiga prever o desempenho de um calçado antes da sua fabricação, são inúmeras as vantagens que podem auxiliar na oHmização e melhoria dos calçados existentes, ao reduzir o tempo de desenvolvimento e os custos envolvidos, além de garanHr a qualidade do produto. Tanto o design de calçados comerciais quanto conceituais analisado pelo método dos elementos finitos pode ser inspirado pelos resultados de desempenho, influenciando as escolhas de soluções que auxiliem na definição do melhor projeto. Ao final do trabalho foi desenvolvido um protóHpo experimental de um calçado feminino de salto alto que reforçou a validação da pesquisa. / The design of women\'s high-heeled shoes often has design features with Focus on styling rather than user-centered design, since steHca prevails in Relation to comfort. In the present work, a methodological approach is developed for the Footwear design, focused on the best adaptation to the feet of the users, represented by the Women\'s universe, with the characteristic of \"tailor-made\", mainly aimed at comfort. As a case study it is considered the commercial footwear, feminine and high heels. The methodology Virtual simulation for performance analysis, and can predict possible Prior to scale production, mainly due to the studies of the phenomena related to With the deformations of the materials undergone by applied loads, that is, tension x deformation. A The model analysis was performed by obtaining plantar pressure data In baropodometry tests, using insoles that measure pressures During the step. The selected footwear was given by a trademark Known and active in the Brazilian market for more than 30 years, being social models, Hpo Sandals and scarpins, considered luxury products. Three heel heights were used in the Measurements, and for the highest of them, two models were tested, one with a Rectangular base. These measurements are the input data for the analysis software by the method Of finite elements. The forces applied in a virtual insole simulate the regions of the peaks Pressure obtained by baropodometry, characterizing the plantar pressure distribution. These analyzes can aid in new shoe designs, giving the necessary support for the Solutions that reduce pressure peaks, thus Discomfort and greater suitability of the design to the physiological characteristics of each user by the Creation of anatomical and customized insoles, as suggested by the analysis results. Once That a methodology is used to predict the performance of a footwear prior to its The advantages that can aid in the improvement and improvement of footwear. Reducing development time and costs involved, as well as product quality. Both the commercial and conceptual footwear design analyzed by the Finite element method can be inspired by the performance results, influencing the The choices of solutions that help in the definition of the best project. At the end of the study, Developed an experimental prototype of a high-heeled women\'s shoe that reinforced the Validation of the research.

The ankle sprain is a common injury in basketball. A mechanism for this injury occurs when landing improperly from a jump. The concept of wedge and flare designs in shoes is (1) to offer benefit in reducing the potential for an ankle sprain while (2) not hindering performance or usability concerning basketball movements that are needed for successful play. The purpose was to take conceptual designs of the wedge and flare through an iterative design process. Therefore, the objectives were to fabricate shoe prototypes with these conceptual designs, to test the performance of these prototypes, and to develop the next iteration of design based upon the results of testing. The results of this design process are discussed.

A indústria calçadista brasileira é formada majoritariamente por pequenas e micro empresas que ainda preservam o modo tradicional e autêntico de produção de calçados e têm as mãos do artesão como a mais importante das ferramentas. Dessa maneira, sob a adoção das definições de design propostas pelo ICSID (2014) e por Bonsiepe (2011), o presente trabalho teve como objetivo geral registrar o modo de produção de calçados dessas pequenas e micro unidades produtoras e como objetivo específico propor um modelo híbrido de criação e desenvolvimento, com a implantação de ferramentas digitais que preservasse o modo tradicional de fabricação, e, ao mesmo tempo, impulsionasse essa dinâmica de produção. O trabalho foi fundamentado nas obras E Triunfo?, de Aloísio Magalhães (1985), Tempos de Grossura: o design no impasse, de Lina Bo Bardi (1994) e Design, Cultura e Sociedade, de Gui Bonsiepe (2011). Também foram realizadas pesquisas de campo em dois grandes polos calçadistas brasileiros: região do Vale dos Sinos, no estado do Rio Grande do Sul, e na cidade de Franca, no interior do estado de São Paulo, além de entrevistas com entidades do setor e visitas técnicas a centros de manufatura, centros de ensino e empresas fabricantes de pequeno e micro porte. Como ilustração da importância do artesão e do modo de produção artesanal, o trabalho apresenta um estudo de caso sobre a confecção de um calçado para uma pessoa com necessidades especiais. A proposta do modelo híbrido foi elaborada em fluxograma e comparada ao modelo do sistema atual de fabricação de calçados praticado pelas pequenas e micro empresas. Como resultado verificou-se que elas encontram-se estagnadas em sua dinâmica de produção, com falta de renovação de mão de obra, sem projetos de sua própria autoria e sem departamento de criação, o que implica, a cada dia, o enfraquecimento dessas empresas e, possivelmente, na perda e no esquecimento de um rico modo de produção. Logo, o modelo proposto vem ao encontro das necessidades dessas empresas, mostrando que o design é o fator crucial para o fortalecimento dessas unidades produtoras e para o reconhecimento desse modo de fazer como corpo formador do patrimônio imaterial do país. / The brazilian footwear industry consists mainly of small and micro companies, which still preserve the traditional way and authentic shoe production, where the hand of the craftsman is the most important tool. Thus, under the adoption of definitions of design proposed by ICSID (2014) and Bonsiepe (2011), the present study general goal is to register the footwear production mode of these small and micro units, and propose as specific goal a hybrid model for creation and development, with the implementation of digital tools, which would preserve the traditional way of manufacturing, while this boosts production dynamics. The work was based on the works E Triunfo?, by Aloisio Magalhães (1985), Tempos de grossura: o design no impasse, by Lina Bo Bardi (1994 ) and Design, Cultura and Sociedade, by Gui Bonsiepe (2011). Field research in two large footwear brazilian centers were also performed: Vale dos Sinos in Rio Grande do Sul State and the city of Franca in Sao Paulo State, as well as interviews with footwear institutions and technical visits at manufacturing centers, teaching centers and small and micro manufacturers companies. As an illustration of the importance of artisan and craft production mode a case study about making a shoe for a person with special needs was presented. The hybrid model proposed was drawn in a diagram and compared to the model of the current system shoemaking practiced by small and micro companies. As a result it was found that these are stagnant in their production dynamics with non-renewal of hand labor, no projects of their own, and without the creative department, which means every day as a weakening of these companies and possibly the loss and oblivion of a rich mode of production. Therefore, the proposed model meets the needs of these companies, showing that design is crucial to the strengthening of these mills, and for recognition thus as part of the intangible heritage of the country.

O design de calçados femininos de salto alto frequentemente tem características de projeto com foco no styling ao invés de projeto centrado no usuário, uma vez que a estética prevalece em relação ao conforto. No presente trabalho, desenvolve-­-se uma abordagem metodológica para o projeto de calçados, focado na melhor adaptação aos pés dos usuários, representados pelo universo das mulheres, com a característica do \"sob medida\", visando principalmente o conforto. Como estudo de caso considera-­-se o calçado comercial, feminino e de salto alto. A metodologia consiste na uHlização de simulação virtual para análise do desempenho, podendo prever possíveis falhas antes da produção em escala, principalmente pelos estudos dos fenômenos relacionados com as deformações dos materiais sofridas por cargas aplicadas, ou seja, tensão x deformação. A elaboração do modelo de análise ocorreu pela obtenção de dados de pressão plantar realizados em ensaios de baropodometria, uHlizando palmilhas com sensores que medem as pressões instantâneas durante o passo. Os calçados selecionados foram cedidos por uma marca comercial conhecida e atuante no mercado brasileiro há mais de 30 anos, sendo modelos sociais, Hpo sandálias e scarpins, considerados produtos de luxo. Três alturas de salto foram usadas nas medições, e para o mais alto deles, uHlizou-­-se dois modelos, um de salto fino e outro de salto com base retangular. Essas medições são os dados de entrada para o so-ware de análise pelo método dos elementos finitos. As forças aplicadas em uma palmilha virtual simulam as regiões dos picos de pressão obHdas pela baropodometria, caracterizando a distribuição da pressão plantar. Essas análises podem auxiliar novos projetos de calçados, dando o suporte necessário para a idealização de soluções que proporcionem diminuir os picos de pressão, causando assim menor desconforto e maior adequação do projeto às caracterísHcas fisiológicas de cada usuário pela criação de palmilhas anatômicas e personalizadas, como sugere o resultado das análises. Uma vez que é uHlizada uma metodologia que consiga prever o desempenho de um calçado antes da sua fabricação, são inúmeras as vantagens que podem auxiliar na oHmização e melhoria dos calçados existentes, ao reduzir o tempo de desenvolvimento e os custos envolvidos, além de garanHr a qualidade do produto. Tanto o design de calçados comerciais quanto conceituais analisado pelo método dos elementos finitos pode ser inspirado pelos resultados de desempenho, influenciando as escolhas de soluções que auxiliem na definição do melhor projeto. Ao final do trabalho foi desenvolvido um protóHpo experimental de um calçado feminino de salto alto que reforçou a validação da pesquisa. / The design of women\'s high-heeled shoes often has design features with Focus on styling rather than user-centered design, since steHca prevails in Relation to comfort. In the present work, a methodological approach is developed for the Footwear design, focused on the best adaptation to the feet of the users, represented by the Women\'s universe, with the characteristic of \"tailor-made\", mainly aimed at comfort. As a case study it is considered the commercial footwear, feminine and high heels. The methodology Virtual simulation for performance analysis, and can predict possible Prior to scale production, mainly due to the studies of the phenomena related to With the deformations of the materials undergone by applied loads, that is, tension x deformation. A The model analysis was performed by obtaining plantar pressure data In baropodometry tests, using insoles that measure pressures During the step. The selected footwear was given by a trademark Known and active in the Brazilian market for more than 30 years, being social models, Hpo Sandals and scarpins, considered luxury products. Three heel heights were used in the Measurements, and for the highest of them, two models were tested, one with a Rectangular base. These measurements are the input data for the analysis software by the method Of finite elements. The forces applied in a virtual insole simulate the regions of the peaks Pressure obtained by baropodometry, characterizing the plantar pressure distribution. These analyzes can aid in new shoe designs, giving the necessary support for the Solutions that reduce pressure peaks, thus Discomfort and greater suitability of the design to the physiological characteristics of each user by the Creation of anatomical and customized insoles, as suggested by the analysis results. Once That a methodology is used to predict the performance of a footwear prior to its The advantages that can aid in the improvement and improvement of footwear. Reducing development time and costs involved, as well as product quality. Both the commercial and conceptual footwear design analyzed by the Finite element method can be inspired by the performance results, influencing the The choices of solutions that help in the definition of the best project. At the end of the study, Developed an experimental prototype of a high-heeled women\'s shoe that reinforced the Validation of the research.