신발기능구조물에관한기술분석자료집 신발기능구조체에관한최근기술분석및향후전망 이기광교수( 체육학부경기지도학전공주임교수 ) 이메일 : kklee@kookmin.ac.kr 학 위 : 서울대학교체육교육과학사/ 석사 Oregon State University 운동역학체육학박사 주요경력 : 인제대학교사회체육학과교수 미국나이키(NIKE) 본사연구원, 한국운동역학회이사 한국신발산업발전위원회상임위원 커뮤니티 : http://community.kookmin.ac.kr/kklee/ 제 1 장신발의역사와충격흡수구조체의적용 9 제 2 장수직직면반력이인체에미치는영향 11 제 3 장충격력을감소시키기위한신발충격흡수구조체 14 제 4 장시장에출시되어있는신발충격흡수구조체 14 나이키 15 아디다스 24 아식스 30 뉴발란스 32 리복 34 제 5 장 2007 국제신발생체역학학술대회에서발표된해외브랜드업체연구동향 35
1. 신발의역사와충격흡수구조체의적용 5 만년전의호모일렉투스는직립으로걷고뛰기시작한최초의인류이다. 이들이남긴동굴의벽화 를보면그들이초기의신발의모양을한도구를사용하였음을알수있다. 선사시대의신발의목적 은동물을사냥하며바위위를뛰어다니거나거친땅을뛰어다닐때그들의발을보호하기위함이었 다. 최초에그들은나뭇잎을사용하여발을보호하였고, 후에나무껍질, 짐승의가죽을사용하게되 었다. 이러한신발의역사는인류역사유적의많은곳에서쉽게확인할수있다. 신발은여러지역의 다양한기후에맞춰추운지역에서는동물의털가죽을습한곳에서는나무재료등을이용해발전하 였다. 이집트, 중국등모든고대문명지의유적에서는신발에대한기록을찾아볼수있다. 신발은인류 에게크나큰능력을부여했다. 신발은인간이거친지형에서도뛰어다닐수있게하였고뜨거운모 래위에서도오랫동안서있을수있게하였다. 이처럼신발은인간이자연을극복할수있게해준 인류의중요한도구였다. 사냥과전쟁에필요한필수적인생존도구로써시작된신발의역사는특수한목적에적합하기위해 서여러형태로발전되었다. 전쟁에쓰였던신발로로마시대에상대에대항하기위해못을박아만 든신발도있었고스포츠에관련된기록으로는약 3천년전에그려진것으로추정된이집트무덤벽 화에샌들을신고공을갖고놀이하는사람의모습이그려져있다. 기원전 480년대에만들어진바티 칸의항아리에그려져있는그리스승리의여신인 Nike" 는샌들을신고있다. 이러한연유로세계 최대의운동화브랜드이름인 Nike 의이름이유래되었다. 신발의탄생부터 1790 년대까지모든신발제작은수공으로이뤄졌다. 1790년대최초로영국에서 신발제작에재봉틀을사용하기시작하였으나 1860년대이전까지모든신발은손으로재단하여바 느질되었다. 1839년엔 Charles Goodyear가고무를처리하는과정을발견하여여러산업분야에큰 영향을미쳤다. 이러한고무산업의발전으로인해 1868 년에최초의고무바닥의캔버스(canvas) 신 발을만들어낼수있었다. 하지만 이러한경향은 되었다. 20 세기초반까지도장거리달리기에서출전선수들이고무신발과가죽신발모두사용하였다. 1960년대에개발되기시작한운동역학적개념이적용된신발이나오기전까기지속 또한 1930년대부터 Dassler Brothers(Adidas와 Puma 의전신), Converse( 미국), Spalding( 미국) 등 몇몇의회사들이특화된스포츠신발로명성은얻기시작했다. 그후 1936 년최초로폴리머(plastic) 를이용하여충격흡수개념을적용한신발이미국의 Nathan Hack 에의해서개발되었다.
그림1 Nathan Hack의특허일부 그리고 1940년대에또다른신발로편안한피팅을위한신축성소재로재단한러닝슈즈가소개되었 다. 이때부터짧은발목의운동화(athletic footwear) 가시장을점유하시시작했다. 세계전쟁후미국시장에서는 스니커 (sneaker) 라는농구화가편안함과, 내구성, 낮은가격으로 시장을이끌었다. 이러한스니커는미국내에서젊은전후세대의상징이되었다. 또한 1920년대이 후로산업화등많은요인들로인하여노동자들의여가시간이늘어나게되었다. 가정용전기기구로 가사노동시간이줄어들고자동차와대중교통이생겨나고라디오와텔레비전신문들이생겨나면서 사람들은더많은시간과돈을여가시간을활용하는데사용하게되었다. 사람들은스포츠장비를구입할때내구성만이아니라더나은수행을도와주는징비들을구입하기 시작했다. 또한가만히앉아서눈으로만보는텔레비전시청이사람들의스포츠활동을줄이지않고 스포츠중계를통해스포츠문화의확산에적극적인역할을하게되었다. 텔레비전은활기찬운동을 통해건강한신체를강조했다. 이러한사회적인분위기는특정한활동을할때에는그에특성화된 운동화(athletic footwear) 를신도록요구했다. 그리고운동화는점점더특화되고더나은성능을요 구했다. 1950년대의이러한분위기는신발비즈니스시장의중요한부분으로부각되었다. 이전의메이저신발 업체들은특화된운동화시장은너무작아시도하지않는분야였으나유럽의아디다스와푸마, 일본의 타이거를필두로전문적인회사들이운동화(Sports shoe) 판매와대대적인광고활동을펼쳤다. 그리고이 때운동역학적으로디자인된신발들이세상에소개되었다. 1971 년나이키가구성되고그후나이키의설립자필나이츠(Phil Knight) 는혁신적인신발개발의 주도적인역할을하였다. 격자무늬밑창의신발을개발하고공기완충재와다양한장식의신발들을 소개하였다. 1975 년엔나이키, 에토닉(Etonic), 브룩스(Brooks), 사코니(Saucony) 등의회사에서 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 1) 수지를이용하여처음으로후족제어(rearfoot motion control) 신발제
작하여소개하였다. 1975년엔운동화의역사에가장중요한사건이있었다. 바로 러너스월드 (Runner's World) 의창간이 다. 러너스월드 는미국내러닝슈즈의순위를매겨출판되었다. 이러한의사, 운동선수전문가수준의 일반인들의순위평가는모든운동화분야의상품개발및성능향상의기폭제역할을하였다. 또한그동 안알지못했던신발의특성과구성에대해많은지식들이발표되었고 1977 년엔 러너스월드 에운동 역학실험실 (Biomechanics laboratory) 에서의런닝화의실험이소개되기도하였다. 그리하여오래된전통 적인신발산업은화학, 운동학(kinesiology), 운동역학(biomechanics), 족부병리학 (podiatry) 을포괄하는 과학적이고의학적인분야로변모하게되었다. 이때부터계속적으로 7, 80 년대각종목별로운동화의특화된발전이계속되었다. 1980년대들어 서운동화산업은성숙단계접어들었다. 또한 80 년대는운동역학(biomechanics) 의시대였다. 신발산 업은계속성장하였고운동화는각종목별로더욱특화되었고기술적으로더욱기능성을갖게되어 점점더가격이상승하였다. 미국내에서의달리기붐으로인해운동화시장은전통적인제조산업에서바닥재와갑피재료에대 한관심과과학적인분석이주를이루는새로운방식으로바뀌었다. 충격완충재로써합성수지와고 무를사용하여제품의보호성능과발의지지기능, 부상위험의감소들이더욱강조되었다. 단지신어 보고평가하던것이실험기자재들과컴퓨터를사용하여과학적인운동역학적실험을실시하였다. 한회사에서운동역학적인수행의향상을가져온신발이있다면다른모든회사들도빠르게모방하 였다. 1980년대이미컴퓨터를이용하여신발디자인을하였고 PU(polyurethane) rubber, 맞춤성형깔창, 나이키의에어중창등다양한신소재들의사용이급증하였다. 2. 수직지면반력이인체에미치는영향 인간의인류학적진화과정에서직립보행의시작은손의사용을가져오며인류의발전을가져왔다. 또한이러한진화과정에서인간의신체는중력에저항하는직립보행으로인해척추와하지의관절 에많은부하를받게되었다. 이러한직립보행의문제점은인간의신체가스스로적응하여여러가 지전략을통해보완하고있다. 가장중요한전략은인간이하지관절의충격흡수기전을통해보완하는것이다. 인간이직립보행에적응하기 위하여고관절과무릎관절은아주훌륭한완충기역할을수행하고있다. 1920 년대이후로산업화등많은요인들로인하여노동자들의노동시간이줄어들고여가시간이늘어나며 자동차와대중교통이생겨나면서인간의활동량은점점줄어들게되었다. 그리하여인간은운동을통해여 가시간을즐기고운동으로건강을증진하고관리하게되었다. 조깅과런닝은가장대표적이고손쉽게누구나할수있는운동이다. 이러한조깅은근육강화, 심 폐기능향상, 콜레스테롤수치저하, 비만방지등의건강증진효과와스트레스해소를통한심리 적안정효과및당뇨, 동맥경화, 고혈압예방등의의학적효과가있는것으로보고되었다(Brooks 와 Fahey, 1984). 이러한조깅의효과에도불구하고조깅인구가증가하면서발의통증을호소하는사람들이늘어나게 되었다. 이러한발의통증은조깅시잘못된운동유형, 지나치게큰충격력과운동범위에원인이 있다고보고되었다(Walter et al., 1988). 또한조깅시하지상해가능요인으로착지시수동적힘 1) EVA(ETHYLENE VINYL ACETATE): 공업적으로는 1960 년미국의 Dupont 사에서 ' 엘박스 ' 라는상품명으로생산한것이최초이다. EVA 의물성은중합도 (ethylene) 과초산 vinyl(va) 의함유량에의해결정된다.
(passive force) 과능동적힘(active force) 을들수있고(Cavanagh & Lafortune, 1980; Nigg, 1984), 반복적인충격력에기인한다는보고도있다(Calnsy, 1980; Clement, 1981). 이러한반복적인충격력은피로골절, 연골연하증, 연골파괴, 요추통증등의원인이될수있다고 하였다(Radin et al., 1973; Simon et al., 1972; Voloshin & Wosk, 1982). 그러나이러한반복적 인충격력에의한부하에대해서는또다른의견도있다. 일부학자들은충격력에의한부하가긍정 적인효과를가져올수도있다고주장한다. Mann(1980) 는조깅시부하는체중의 2~3 배로뼈, 연 골, 건, 인대, 근육과같은인체의근골격계의발달에긍정적인영향을준다고하였다. 발은지면으로부터받은충격파를흡수하기도하고신체의모든부분으로전달하는역할을하기도 한다(Ariel, 1976). 신발은지면으로부터받은충격흡수하여발을보호하는역할을하며부상예방에 가장큰역할을한다(Nigg et al., 1986). 인체가영향을받는부하의크기는운동형태, 속도, 자세, 근활동, 반복수, 지면상태, 신발, 개인적인특성등에따라다르게나타나는데신발을제외한다른 요인들은변화의정도가제한되어있는데비하여신발은가장쉽게바꿀수있기에신발의성능을 향상시켜부상예방에기여한다( 곽창수, 1993). 달리기인구의연간부상율은약 50% 정도에해당되며부위별로살펴보면무릎이 25%, 하퇴 20%, 그다음발부분으로약 15% 정도그다음이발목으로약 15% 정도를차지한다. 즉전체부상의약 70~80% 가무릎이하부위에서오는것이다(Johnston et al., 2003). 주행중지면과의접촉시에수직지면반력값의변화형태를살펴보면 2 개의피크(peak) 가나타나 게되는데( 그림2) 첫번째피크를충격력(Impact force), 또는수동적힘(passive force) 이라하고, 두번째정점을추진력(propulsion force), 또는능동적힘(active force) 이라고한다(Cavanagh & Lafortune, 1980). 그림2 운동화에따른수직지면반력 충격력은접지후약 50ms 이내에나타나게되는데, 즉이최대충격력(Impact Peak Force) 은주행 시통증및부상발생과높은상관관계가있고 (Clement et al., 1981) 연골손상의원인이될수있 다.(Radin et al., 1973) 발에서충격이감소되는것은신발뒤꿈치의바닥재의점성탄성작용과발 의회내운동(pronation) 에의한지면반력의완화때문이다(Cavanagh, 1984).
이러한회내운동(pronation) 이제대로이루어지지못 하면충격흡수를못하게되어만성적인조직의손상을 유발하게된다(Subotnick, 1975). 또한딱딱한신발바 닥면보다부드러운신발바닥면은쿠션(cushion) 효과 때문에장경인대(illiotibial band) 에주는충격을완화시 켜준다고하였다 (Mayfield, 1978). 또한발의과도한회내(pronation) 또한다양한달리기 부상의원인으로작용한다(Clement at al., 1984). 즉 이러한동작은힘이전족내측으로몰리게됨으로써관 절에과도한스트레스를주게되어발목, 무릎, 엉덩이 등하지관절에통증을유발하게된다. 이러한달리기 부상을예방하기위한다양한형태의운동화가개발되어 시판되고있다. 그리고이를크게 3가지형태로분류할 수있는데, 쿠션형(cushioning), 안정성형(stability), 모 그림3 발목의회내(pronation) 회외(supination) 작용션컨트롤형 (motion control) 이그것이다. 쿠션형으로분류된신발은주로충격흡수에목적을두고부드러운중창(sidsole) 재질을사용해안 정형이나모션컨트롤형신발보다부드럽고신축성이있다. 안정성신발류는약간의과내전을수정 해기위한장심보완재를갖추고있으며쿠션형신발보다약간더딱딱한재질을사용한다. 마지막으 로모션컨트롤화는지나치게내전되는것을방지하기위해딱딱한중창을사용하며발내측부위를 보강해서지지할수있도록디자인된신발종류다. 현재시중에나와있는제품들은이러한 세분화하고있다. 3가지형태의개념을적절히완충하여신발자체의특성을 3. 충격력을감소시키기위한신발충격흡수구조체 충격력을감소시키기위한신발의요소중가장중요한요인은중창(Midsole) 의경도이다. 주행시 신발후족부위의중창경도가충격력에영향을미친다(Cavana, 1980). 운동중발부위의부상을 방지하기위해서는운동화를바꾸거나주행지면을바꾸어야한다. 부드러운재질의신발이나주행지 면만이충격력에영향을미친다. 그러나알아두어야할것은부드러운재질의신발이통증과관련 된모든문제점을해결할수없다는것이다. 부드러운재질의운동화의좋은점은충격력을감소시 키는것이지만후족의회내(pronation) 운동을크게하기때문에운동화의안정성을해칠수있다. 또한부드러운재질의운동화는운동의수행시에너지리턴을감소시켜우수한운동수행을방해한 다(Stefanyshyn & Nigg, 2000). 이와같이신발밑창의재질은충격흡수만을위해부드럽기만해 서도안되고발목의회내(pronation) 운동을잡아주기위한회족제어기능(rearfoot motion control) 과운동수행향상을위한적절한경도(stiffness) 도필요하다. 4. 시장에출시되어있는신발충격흡수구조체 1936 년최초로 Nathan Hack 에의해서개발된폴리머 (plastic) 재질의충격흡수신발이나온뒤로메이저업체들 의기술혁신을통해다양한충격흡수물질들과구조들이소개되어졌다. 신발의충격을흡수하기위한충격흡수
구조체는모든신발회사마다다르다. 전문적인운동화생산업체들은단지충격흡수만을위한신발충격흡수 구조체가아니라후족부위의회내(pronation) 작용을컨트롤할수있는모션컨트롤개념과우수한수행을돕기 위한운동화바닥의경도(stiffness) 와탄성(elastic) 을조절하여에너지리턴성능이우수한제품을만들기위해 노력한다. 이러한과학적이고운동역학적인개념으로설계되어진운동화들과또한그제품에사용된구조체를 회사별로살펴보면다음과같다. 나이키 나이키의나이키의충격흡수충격흡수구조물은구조물은전통적으로전통적으로착지착지직후직후임팩트임팩트힘과힘과그수직수직지면반력의지면반력의증가율증가율 (loading (loading rate) rate) 을감소시키는감소시키는에어와에어와샥스샥스등 2 가지로가지로대표될대표될수있다있다.. 1) NIKE Air Technology 1 에어의탄생과발전 1979 년, 나이키는 Tailwind라는러닝화에처음으로에어- 솔을내장하며새로운시대를열었다. 폴리 우레탄주머니에질소가스를주입하여충격으로부터사용자를보호하기위한장치인에어- 솔(US Patent 4219945,) 은충격흡수장치의대명사가되었고브랜드를막론하고 이신발에에어있어요? 라는질문을하게만들었다. 1982년에는처음으로농구화인에어포스원에에어-솔이내장되었고약 6년후에는신발의중창안에내장하던에어-솔을눈으로확인할수있게비저블에어로변화시켰 다. 단순히중창에창(window) 을만들어신발내부에에어-솔이있는지확인하게하는작은변화였 으나눈으로확인할수있는에어- 솔의위력은생각외로컸다. 비저블에어-솔은에어조던3를전 세계에서가장유명한농구화로만들었고이듬해발매된오리지널에어맥스러닝화는 20여년이지난 지금에도가장많은사랑을받는러닝화로남아있다. 스포츠종목을막론하고당시의프로스포츠 선수들은앞다투어에어맥스러닝화를사용하기도하였다. 2 줌에어의탄생 1988 년은비저블에어가탄생한해이기도하지만뒷축(heel) 에만내장하던에어-솔을앞축 (fore-foot) 에도내장하기시작한시기이기도하다. 당시그어떤스포츠브랜드도앞축에쿠셔닝장 치를시도하지않았고, 앞축에내장한에어-솔은여타의충격흡수장치와차별화할수있는개념이 었다. 1980년대말과 1990 년대초반에는지금처럼얇은 (low profile) 중창을사용하지않았다. 적당 히두툼한두께를가지고있었기때문에현대의농구화가제공하는앞축의반응성을필요로하지않 았고그렇기때문에앞축에내장되는에어- 솔의두께와유연성이크게부각되는시기가아니었다. 그러나 1994년에접어들며이미 1992-93년에비약적으로발전한나이키의신발들에새로운개념이 필요하게되었다. 신발은점점가벼워지고신발에사용되는자재들은더얇고부드러워지기시작했 다. 기존의에어-솔을신발의앞축에내장하여서는급변하는신발에대한요구를따라가기어렵게 되었던것이다. 그리하여개발된것이바로텐실- 에어(Tensile-Air) 로나이키줌-에어의시초가된 충격흡수장치이다. 1994-95년에처음으로사용되기시작한텐실-에어는우리가알고있는줌-에어 의가장대표적인성질을모두가지고있었다. 중창과에어-솔사이에기둥이제거된상태로중창에 내장되었고에어백내부에는직물소재를내장하여에어- 솔을지탱하던기둥의역할을대신하였다. 텐실- 에어가앞축에내장된가장대표적인농구화로는에어플라이트원(air Flight One) 이있으며 당시의여러나이키의대표적인러닝화에도내장되었다. 텐실-에어로대중을테스트한나이키는이듬해인 1995-96년부터본격적으로줌-에어라는이름을
사용하게된다. NBA 댈러스매버릭스소속으로, 당시의 NBA에서가장빠른선수로이름을날리던 케빈존슨( 前피닉스선수) 을제치고 NBA 선수들이선정한가장빠른선수로이름을올린제이슨 키드를광고모델로내세워줌- 에어의특징에대해설파하기시작했다. 당시의제이슨키드플레이 는줌-에어의 zoom 이라는단어를잘설명해줄수있었는데, 줌-에어는기존의에어-솔이 20mm 정도의두께였던것과는달리 60% 가감소한 8mm 의두께를가지고있었다. 두께가 40% 수준임과 동시에중창과맞물리는기둥을제거하여더유연하고기민한반응성을확보할수있었다. 텐실-에 어와는다르게줌- 에어는뒷축또는전장(full-length) 으로도활용이가능하였고, 줌-에어가가장먼 저활용된신발로는오리지널줌플라이트인 zoom Flight 95 가있다. 3 줌에어의역사 줌- 에어가처음부터인기가있었던것은아니었다. 지금은나이키신발이왜편한지에대해서토론 할때가장먼저등장하는것이바로줌-에어의존재이지만당시에는줌-에어가탄생한시기에는맥 스-에어가가장인기있는쿠셔닝장치였고줌-에어는시각적인효과를전혀주지못하며 1996년 상반기까지는큰인기를얻지못했다. 오리지널줌플라이트95는당시로서는혁신적인디자인과함 께패션아이템으로인기가있었을뿐, 농구화로서의인기는그리높지않았다. 줌플라이트95가농 구화로서큰인기를얻지못했던이유는너무나충실한줌- 에어였기때문이다. 당시에는줌플라이 트95만큼 low-profile을실현하는신발이없었기때문에사용자들에게무척이나생소했고쿠셔닝이 떨어진다는진단까지받을정도였다. 줌-에어가테크놀로지로서본격적인인기를얻게된시점은 1996-97 년이다. 1996년애틀란타올림픽에농구대표팀으로참가한앤퍼니하더웨이가사용한줌 플라이트96 은패션아이템으로서인기를얻음과동시에장비( 裝備 ) 로서도많은사랑을받았다. 줌 플라이트96이농구화로서인기를얻은것은줌- 에어의특징을조금포기한결과인데, 줌플라이트 96은줌-에어의가장대표적인장점인 low-profile 대신사용자가부드러운쿠셔닝을잘느낄수있 는풍성한중창을사용하였다. 줌플라이트95가너무극단적인줌-에어를보여주었고그때문에퍼 포먼스로서는인정을쉽게얻어내지못하자우선줌-에어라는이름을알리고자하는의도로줌플라 이트96 을개발한것으로볼수있다. 같은해에발매된제이슨키드의시그너쳐인줌플라이트V는 줌플라이트95와줌플라이트96 의장점을적절히배치하여중간형태, 즉줌-에어의퍼포먼스적특 징과사용자에게쉽게다가갈수있는요소를동시에배치시켜아직까지도많은사랑을받고있다. 줌- 에어는에어조던에도사용되었다. 처음으로에어조던에줌-에어가사용된시리즈는 1996-97 시 즌의에어조던12로오리지널줌플라이트인줌플라이트95와마찬가지로당시에는줌-에어의쿠셔 닝이크게인정을받지는못했다. 에어조던12 이후로에어조던에는거의매년줌-에어가사용되고 있다. 1990년대말과 2000년대에접어들며줌- 에어는나이키의알파프로젝트의근간이되었다. 가볍고 편안신발을주제로한알파프로젝트는가볍고부드러운신발을만들기위해줌-에어가필요하였고 알파프로젝트는줌- 에어가있었기때문에, 그리고줌-에어를나이키의전면에내세우기위해실행 된프로젝트라고할수있다. 알파프로젝트하에있는신발로줌-에어가사용된대표적인신발은 크로스트레이닝계열의줌사이즈믹(zoom Seismic) 이다. 가죽대신스판덱스를어퍼소재로사용 한것으로유명한줌사이즈믹은제조공정이너무어려워동남아국가에서도저히소화할수없어 우리나라에서생산한신발로도잘알려져있다. 줌사이즈믹은개성있는디자인과사용자친화적쿠 셔닝이특징이었다면비슷한시기에발매된줌헤븐(zoom Heaven) 은줌사이즈믹에비해줌-에어 의특징인 low-profile 을강조한신발이다. 줌헤븐이 low-profile을강조한초창기줌-에어신발들과 다른점이라면 low-profile을최대한유지하되사용자친화적인쿠셔닝을잃지않았다는것을들수 있다. 그래서더인기가있었고현대적신발로는이례적으로몇차례리트로가되고있기도하다. 밀 리터리룩을연상시키는디자인의줌헤븐은줌사이즈믹과함께가장인기있는현대적나이키스니 커로자리하고있다. 알파프로젝트하에위치한농구화로가장유명한것은비스줌업템포(Vis
zoom Uptempo) 이다. 비스줌업템포는신발의이름에서알수있듯, 줌-에어를밖으로노출시킨 의의를가진신발이다. 비스줌업템포는앞서말한줌사이즈믹과함께 1988년에나이키가비저블 에어가탄생시킨것처럼줌- 에어를눈으로확인할수있는계기를마련해주었다. 또한, 알파프로젝 트를통해신발의깔창에도줌- 에어를내장하게되었는데, NBA 선수인게리페이튼의시그너쳐인 에어페이튼4에서는중창을최대한얇게만들고자줌-에어를중창대신깔창에내장하여새로운시 도를보여주기도하였다. 알파프로젝트를시작으로줌-에어는나이키의기본이되었고나이키는줌-에어를특정한프로젝트 나캠페인을통하여전면에내세우기보다앞서말한것처럼많은나이키신발에줌-에어를사용하며 현대의나이키가꾸준한사랑을받을수있는기틀이되었다. 줌-에어의초창기에는맥스-에어와반 대되는개념으로빠른움직임에유리한충격흡수의개념으로받아들여졌지만이제는 가볍고편하며 부드럽지만쿠셔닝도준수한신발 이라는다방면에서능력을발휘하는나이키의기본이되었다. 샥스 가사용된신발에도앞축에는어김없이줌-에어가사용되고에어조던은물론나이키의하이테크제 품군에는주로줌- 에어가사용된다. 1980년대부터사용하던 nike air 라는문구는 2000년을기점 으로 nike zoom-air로서서히바뀌어이제는 zoom이라는단어를신발이름에빠짐없이사용하고 있을정도이다. 에어조던이후나이키를이끌고있는줌르브론과줌코비의근간은줌-에어이며줌 -에어의득세는나이키의가장빛나는발명품이자줌-에어의뿌리라고할수있는에어-솔을구시 대의유물정도로느껴지게만들었다. 이후줌-에어는에어조던18에서처음으로뒷축에 2중으로줌 - 에어를내장하여충격흡수를보강하는시도를하였고아이팟과연결되는신발로유명한줌무아레 (zoom Moire) 에서는프리와줌- 에어를결합하는시도를보여주었다. 에어포스 25주년을맞이하여 개발한에어포스25에서는서로애증관계라고도볼수있는맥스-에어와줌-에어를결합시켜유연 함과충격흡수를모두취하는결과물을보여주기도하였다. 중창이없는구조인축구화에도깔창에 줌- 에어를부착하여다른브랜드의축구화와는완전히차별되는모습을보여주었다. 마라톤화또한 극단적으로얇은중창속에얇은에어백을내장할수있는것도줌- 에어만의장점이다. 4 줌팩 (zoom Pack) 가볍고편안하며부드러운신발. 그러면서도스타일을잃지않은신발들의모임이줌팩(zoom Pack) 이다. 줌팩으로묶여있는신발들은공통적으로기존의 8mm 줌-에어대신 6mm 줌-에어를 사용하였고중창을모두 2cm 의파일론으로통일하였다. 기존의 8mm 줌-에어와나이키스케이트보드화나 축구화의깔창에부착하는 4mm 줌-에어의중간형태로볼수있는줌팩시리즈의줌-에어는 2cm 두께의 파일론에내장되어일반적인 3cm 중창과 6mm 줌- 에어의조합에비해더부드럽고가벼운느낌을준다. 퍼 포먼스농구화인줌 BB(Basketball) 는 NBA의 2006-07 시즌플레이오프에서제이슨키드, 스티브내쉬, 토 니파커가사용하며이미유명해졌다. 중창전체에 6mm 줌-에어가내장되어줌팩의농구화부문신발임을 확실히하고있으며곡선을강조한세련된디자인으로줌팩의메시지를확실하게전하고있다. 러닝계통인 줌 RS+ 는줌무아레와마찬가지로나이키플러스와연결이가능하며 2cm 중창과 6mm 줌- 에어, 나이키프 리를연상시키는부드러운아웃솔베어플렉스 (Bareflex) 가특징인러닝화이다. 줌BB와함께줌팩의가장대 표적인신발이기도하다. 1980년대 NFL 선수인보잭슨의시그너쳐성격으로발매된에어트레이너 I의디자 인을빌려온줌 TR(Trainer) 는에어트레이너 I과마찬가지로앞축에스트랩이채용되었고다기능화답게가볍 고부드럽지만단단한구조를가지고있다. 풋살화인줌CT는중창대신에깔창에줌-에어를부착한신발이 다. 줌팩에어떤줌- 에어가사용되었는지눈으로확인할수있고내구성이뛰어난갑피가채용되었다. 퓨전 농구화부문의줌오토클레이브 (zoom AutoClave) 는현대적인줌BB의어퍼와나이키농구화의고전인블레 이저(Blazer) 의미드솔/ 아웃솔이결합한신발로현대적개념으로는퓨전으로분류될수있다. 블레이저와마 찬가지로미드컷과로우컷이발매되며퓨전계열인만큼뒷축에만줌- 에어가내장되어있다. 줌오토클레이 브는농구부문뿐만아니라트레이닝과테니스화스타일로도발매된다. 농구화로분류된줌오토클레이브와 마찬가지로 Upper 는현대적인스타일이며미드솔과아웃솔은고전적인블레이저의미드솔/ 아웃솔을채용하
였다. 그림4 나이키줌팩 zoom BB 나이키에어는 Mariao Frank Rubyrk가발명하여 1984 년에나이키에서채택한쿠셔닝기술로써, 폴 리우레탄주머니에질소가스를주입하는원리의 AIR-SOLE unit는충격흡수의개념을정립하는혁 명적시도였다. 나이키에어의종류는외관에따라크게내장형(Encapsulated Air-Sole Unit) 과내장 형(Visible Air-Sole Unit) 으로구분된다. 그림5 나이키에어 에어맥스는고압력을통한쿠셔닝효과의증대와넓은면적에안정적인쿠셔닝제공을목적으로개 발된구조로써, Air-Sole에비해압력이높아강한충격을흡수할수있으며그에따른운동효과상 승을기대할수있다. 즉, 중창대신전장에어맥스사용으로무게는줄였을뿐만아니라, 쿠셔닝의 변화가거의없이내구성을증가시켰다. 한편 AIR MAX 180는나이키의혁신적인작품인 Air Max 180 기술이적용된제품으로, 뒷축부분이 전부에어로이루어져있는것이특징이다. 앞축은파일론이적용되었으며뒷축은 Air Max 180 기 술이들어가있다.
그림6 나이키에어맥스 2) NIKE SHOX Technology 스프링과같은쿠셔닝과에너지복원력을갖춘신발을만들려는나이키연구진들의노력은무려 16 년간수많은시행착오를거치며계속된결과 스(SHOX) 가선보이게되었다 2000년마침내나이키에어를잇는차세대쿠셔닝샥 그림7 나이키샥스의원리와에너지반환 나이키샥스는운동에너지축적에의한반발력기능을강조한구조물시스템으로써, 외관은스프링을연상케하고, 기둥모양의컬럼을통해생기는쿠셔닝을기본으로하고점프나러닝시에각컬럼에서발생하는반발력을통해운동능력을증가시키는기능을가졌다. 그림7과같이스프링형태의
밑창을적용하였을경우일반운동화가 54% 의에너지를반환하는것에비해 73% 의에너지를반환 함을알수있다. 따라서샥스는착지시충격흡수를통해부상을예방할뿐만아니라에너지반 환효과도크기때문에달리기기록향상에도움을줄수있는구조이다. 그림8 샥스의구조와컬럼 그림9 와같이샥스를적용하였을경우충격력부하율(loading rate) 이감소하였으며, 발뒤꿈치에서 나타나는압력역시감소되었음을알수있다. 그림9 샥스의충격흡수효과와압력분포비교 3) NIKE Free Technology 나이키프리는스탠포드대학의미식축구코치가우연히맨발로잔디밭에서몸을푼후, 트레이닝을 할경우경기력향상과상해예방의효과가있다는사실을발견한아이디어를통해맨발과유사한 신발을만들고자개발된기술이다. 따라서프리는고난이도의트레이닝이요구되는운동선수들을위 한기능성신발로맨발로뛸때처럼발과장단지, 다리뒤쪽의힘줄이움직이는기능제공한다. 나이키프리는파일라이트(Phylite) 소재의중창을가로세로로잘라유연한중창설계, 발의움직임 을자연스럽게보장하고, 맨발로걷는효과를제공해준다.
그림11 맨발, 나이키프리, 일반런닝화의압력분포비교 그림12 나이키프리버젼 나이키프리의버전은 0~10 까지로되어있어, 0은맨발상태를의미하며 10은일반적신발을의미 한다. 즉, 5.0 의의미는맨발과정상트레이닝용신발의중간개념을의미한다. 따라서처음에는 5.0 의인솔을사용해서적응한후, 익숙해진다음 4.5의인솔로교체하여사용하도록권장하고있 다. 4) Nike+ nike와 Apple사의합작으로탄생한개념으로나이키의런닝화와애플의휴대용 mp3플레이어인 ipod을연동 한신개념운동측정기이다. 신발에센서를넣으면거리, 운동시간, 칼로리소비량, 속도등을음악을들으면 서측정할수있는기기를말한다. 개개인의러닝코치이자트레이너역할을하는혁신적인시스템으로 ipod 와 nike+sport kit 가필요하다. nike+ 가탄생한배경으로휴대용멀티기기를이용해서운동을하는사람들이 많아짐에따라음악을들으면서운동효과를측정할수있는방법이없을까고민하던중휴대용멀티기기의 강자 ipod와운동브랜드의강자 nike가합쳐 nike+ 를만들게되었다.
그림13 나이키+ 그림14 나이키+ 와아이팟의연동 나이키+ 를통해아이팟에전송된데이터는추후인터넷과연결된컴퓨터를통해웹사이트로정보가 전송되어트레이닝프로그램의진행을체크할수있게된다.
그림15 나이키런닝전용홈페이지와연동 아디다스 충격흡수구조물에있어서아디다스는착지시임팩트를직접적으로감소시키려는의도로개발되는나이키의나이키의충격흡수런닝화와는구조물은달리, 전통적으로충격력자체착지보다는직후무릎에임팩트가해지는힘과그관절수직토크가지면반력의달리기상해의증가율원인이라 (loading rate) 보고을이를감소시키는감소시킬에어와수있는샥스구조등및2 가지로기능을대표될갖춘런닝화에수있다. 초점을맞춰제품을개발하고있다. 즉, 그림16과같이무릎의신전모멘트는관절에서의접촉력을증가시키며 Scott and Winter, 1990), 전후면에서의내외전모멘트(Andriacchi, 1993) 와 3 차원적회전모멘트(McClay and Manal, 1999) 가달리기부상의원인이라보고착지시지면으로부터의힘에대한힘팔의길이를줄이기위 한다양한구조의밑창구조를개발하고있다. 그림16 달리기시무릎에서의관절모멘트
그림17 신발밑창구조에따른무릎에서의관절모멘트감소효과 1) 발뒤꿈치용완충장치 GCS(Ground Control System) Ground Control System 은더높은안정성과우수한모션컨트롤그리고무릎과발목의스트레스를 줄이기위해아디다스가처음으로출시한움직이는중창시스템이다. GCS는수직적인충격흡수장치 와는구별되어지는수평적인충격흡수장치이다. GCS의구조는미끄러지는두개의판이더브테일홈 을따라 3mm 이내로미끄러지질수있는구조로되어있다. GCS는기존의충격흡수장치와서로를 향해미끄러지는두개의판이포함된수평충격흡수장치이다. 이시스템은내전비율을평균15% 감소 시켜무릎충격을약 30% 감소기능과시판제품중과내전감소효과가가장높고, 관련부상예방 기능을가진다고한다. 그림18 GCS 시스템 이러한 GCS 기술은역시살로몬사의트레이닝카테고리의러닝화에도적용되었다. 충격흡수기능을보면발을딛을때가장먼저땅에닿는곳은바로뒤꿈치부분이됨으로서이때
뒤꿈치의 GCS 는일차적으로눌리면서충격을흡수하고, 이차적으로뒤로밀리면서그만큼한번더 충격흡수를해주게되는시스템으로되어있다. 안정성으로는지면의굴곡에맞춰서움직이며발을 보호해주는기능이다. 울퉁불퉁한땅을딛을때, 그굴곡때문에발목을다치는경우가많다. 이때 GCS 가지면의굴곡에따라서움직이면서신발자체는평형을유지하도록해주는것이다. 그림19 살로몬사트레일러닝화에적용된 GCS 충격흡수구조기술 그림20 살로몬사트레일러닝화에적용된 GCS 충격흡수구조기술 2) 발앞꿈치충격흡수시스템 adiprene+ 발앞꿈치충격흡수시스템으로발끝을보호하고탄력적인가속력제공 adiprene+ 는보통발앞꿈 치의충격흡수와탄력적인가속력을제공하는구조인반면 adiprene은발뒤꿈치에주로사용하는 충격흡수위주의구조물이다.
그림21 발앞축충격흡수시스템 3) FORMOTION FORMOTION 은독일아디다스가독일이외의지역에서처음으로러닝화에최첨단기술을적용하 여개발한첫충격흡수기술이다. 미국포틀랜드에기반을둔아디다스미국개발센터에서주도적으 로개발한첫개발러닝화충격흡수기술로서캐나다캘거리대학교 HPL과의국제협력시스템을통해 서개발된러닝화충격흡수기술로서역시유한요소해석프로그램을적용한첫개발작품이다. 아디다스이노베이션팀(a.i.t.) 의일원인 Robinson설계디자이너는 ForMotion기술은다양한움직임이 이루어지는동안움직임의완전한밸런스와편안함그리고조정력을위해디자인된완전한구조라고 설명하고있으며, 자동차의완충장치처럼고르지않은지면위에서도자연스럽게적응, 과내전속도 와움직임을줄여주는기능을갖고있다고보고하였다. 바닥의 ForMotion판과미드솔은앞쪽과분리되는홈이있어독립된쿠셔닝을할수있는구조로고 르지않은지면에서도자연스럽게적응하여과내전속도와움직임을줄여주는기능을갖추고있다. 그림22 아바쿠스유한요소해석(FEA) 를이용하여개발된아디다스 ForMotion 충격흡수기술
그림 23 FORMOTION 그림24 3차원동작분석및 SIMM 을유한요소해석(FEA) 해석에이용하여개발된아디다스 ForMotion 충격흡수기술 4) Adidas-1 intelligence level 1.1 아디다스1 은현재출시된신발중가장발전된형태이다. adidas_1 내의마이크로프로세서는쿠션의 부드러움과단단함정도를마그네틱센서가감지해최적의환경으로지시를해준다. 아웃솔에장착된 마이크로프로세서는 1초에 5 백만회계산을하여경기를하는동안최고의실력을발휘하게해준다. 센서는달리는속도와무게, 신발밑에닿아있는지형까지분석하여마이크로프로세서에필요한정 보를제공한다. 모터가 6,000rpm의속도로회전하여발뒤꿈치의쿠션유닛을순간적으로변경실린 더를팽팽하게하거나느슨하게조절하는즉각적인반응을함으로써운동의최적의쿠션을제공한 다. 5 분간움직임이없으면자동으로대기모드와움직임감지시플레이모드전환한다.
그림25 아디다스 1 5) 아디다스-폴라시스템 아디다스-폴라시스템은 POLAR사의심박수센서와 POLAR RS800 러닝컴퓨터와연결되어있다. adistar 퓨전의류는 Polar 심박수센서를결합시켜트레이닝을하는동안사용자의몸상태를모니터 링하도록설계하였다. adistar 퓨전신발은 Polar s3 stride Sensor와결합하여전문런너의기록을 최적화할수있도록설계된트레이닝신발로써센서는작고가벼우며신발의밑창공간에위치해있 어발은내딛을때마다완벽하게측정이가능하다. 한편 Polar Rs800 런닝컴퓨터는통합된트레 이닝시스템의중심으로써, 심박수센스와 Polar s3 Stride Senor 로부터정보를지속적으로수집, 기록및디스플레이하여동작에대한기록을관리할수있으며, 기록데이터를 PC에다운로드가능 하다. 그림26 아디다스-폴라시스템 6) 삼성전자-아디다스폰 나이키가아이팟과공동으로나이키+ 를개발, 시판하는것과관련하여경쟁사인삼성전자와독일스 포츠전문업체인아디다스가공동으로개발한 아디다스폰 이시판될예정이다. 아디다스폰은제품앞 면에삼성과아디다스의로고가새겨져있으며슬라이드방식을채택했다. GSM 2.5G 서비스인 GPRS/EDGE를지원하며 5.08 cm(2 인치) 디스플레이, 200 만화소카메라, FM 라디오, MP3 플레이어
등이탑재될예정이다. 내장애플리케이션에 심장박동수체크 조깅시트랙거리표시 운동후소비칼로리산출 운 동거리계산등스포츠관련기능이다양하게포함돼있다. 또심장박동수에따라음악조절도가 능한것으로알려졌다. 삼성전자관계자에따르면아디다스측과예전부터공동휴대폰개발에대해논의를추진해왔으며 2007 년협의가이뤄진것이라고밝혔다. 삼성전자가디자인과개발을맡았으며아디다스는스포츠애플리케 이션은아디다스측이담당했다. 이는올들어애플과나이키가공동으로 MP3플레이어인아이팟과나이 키스포츠화를접목한상품을내놓은것과맥을같이하는것으로운동을즐기는유럽사용자들의성향 에맞춘스포츠마케팅의일환으로풀이된다. 삼성전자에의하면 애플과나이키는공동제품개발은소비자들이운동을하면서음악을즐겨듣는다는데초점을 맞춘것 이라며 아디다스폰은운동을하면서도휴대폰을휴대하는성향을겨냥해휴대폰과 MP3 플레이어, 운동 관련된기능을합친한단계업그레이드된제품 이라고말했다. 그림27 삼성-아디다스폰 아식스 1) GEL Cushioning System GEL Cushioning System 은신발의앞축, 뒤축에 GEL을장착하여발에가해지는충격을완화시키는 시스템으로써, 2cm 두께의 EVA에 200 kg의충격을가하면 45.6% 를흡수하는반면, GEL은 EVA의 약두배인 86% 를흡수한다. 아식스는 1986 년알파젤이라는새로운소재를개발하여, 실리콘을베이스로젤리장의물질을특수 실링으로봉합하여자유로운형태로성형이가능하도록하였다. 그후티젤을베이스로중천구조미 립자를넣어경량화한알젤(R GEL) 을개발하여경량성을필요하는스피드모델전용젤로사용하고 있으며, 알젤의충격완충성은티젤과동등하고절반정도의무게를가진다. 피젤 (P GEL) 은알파젤 의발포체로써, 얇은상태로배치할필요가있는앞부분에사용한다.
그림28 알파젤, 티젤, 알젤, 피젤 2) Space Trusstic 트러스틱은신발의뒤틀림을방지하기위한지지대로써스페이스트러스틱은트러스틱과중창 사이에빈공간을할애한구조를갖고있어, 빈공간에서의공기압의변화로보다부드러운 러닝이가능해주로여성런너를위한기능성부품이라고볼수있다. 그림29 스페이스트러스틱 3) Biomorphic Fit 갑피에마찰과주름이생기는곳에가로로만신축하는특수소재를사용하여압박감을감소시켜착 화감을높이고자하는기능성부품이다.
그림30 일본아식스바이오모르픽(Biomorphic FIT) 피트기술개발과정발표장면( 미국, 국제신발생체역학심포지엄, 2005 년) 그림31 일본아식스바이오모르픽(Biomorphic FIT) 피트기술개발후타제품과의성능평가비교결과발표장면( 미국, 국제신발생체역학심포지엄, 2005 년) 뉴발란스 1) NB ZIP TECHNOLOGY NB ZIP 은중창구조를여러개의기둥으로설계하여, 쿠셔닝, 반발력, 내구성을강화한기술로써, 빠 른에너지리턴과충격흡수를위해각각의기둥들로설계되었다. 뒤축착지시에적합한쿠션제공 과발의중간부분과후반부의움직임조절및힘의전이가가능하도록쿠션이설계되었으며, 역학 적인운동과어떠한활동의스포츠에도적합하도록스포츠공학적으로설계된기능성부품이다.
그림32 뉴발란스짚 2) ABZORB SBS 충격을흡수하고힘을분산시키기위한새로운쿠션기능인 ABZORB SBS는압력에저항하여커다란 주행충격에도균형을맞추도록제작되었다. 앞발과뒷발에완벽한쿠셔닝을제공하여발이지면에 착지할때마다생성되는충격을완화시켜주는기능을한다. 그림 33 ABZORB SBS 3) Graphite Rollbar Graphite( 흑연물질) 소재로초경량의평평한디자인으로제작된 rollbar는중창의뒤꿈치쪽에위치해 뛰어난모션컨트롤기능을하고심한내전현상을방지하며뒤꿈치의안정성을최대화한다. 발이안 쪽으로기울어가는것을안정화시킴으로써일반적이거나심한내전현상을겪는사람들에게뛰어난 지지력을제공한다. 더욱더강한모션컨트롤을위해서 Rollbar는 TPU Post 와결합된다. 4) TPU Post TPU Post 는열가소성물질소재의안정성장치로써, 내전현상을방지하기위해서뒤꿈치안쪽에 위치하며또한외전현상을방지하기위해서는바깥쪽에도위치한다. 발목이좌, 우두방향으로기 울어지는현상을방지할수있기때문에과내전이나, 될수있다. 과외전현상방지를위해필요에따라위치 리 복
1) 3D ULTRALITE Technology 중창과밑창을일체화시킨구조로서, 소재는 EVA 가주원료이며고무가포함되었다. Rubber 밑창보 다가볍고, 유연성이좋으며착화시부드러운움직임을제공한다. 그림34 3D울트라라이트 2) DMX Technology DMX는열역학을이용한유연성과공기흐름구조의연관작용으로 EVA보다유연성 20%, 안정성 10~20% 로상승효과를주는구조물로써, Moving Air라는개념의충격흡수시스템으로발전체를커 버하는구조물로앞축이지면을딛을때뒷축으로밀려난공기가뒷축이지면을딛는순간충격흡 수와반발력을극대화하는것이이구조물을이루는기본원리이다. DMX 구조물은안정성, 쿠셔닝, 편안함셋모두를충족시키는구조물이다. DMX FOAM은 PU Foam안에공기이동경로를만들어부 드럽고자연스러운발의움직임과다이나믹한쿠션을제공한다. 그림 35 DMX technology
5. 2007 국제신발생체역학학술대회에서발표된해외브랜드업체연구동향 2007년 7월 27일부터 29일까지 3박4일간대만의타이페이에서제8회국제신발생체역학심포지엄 이열렸다. 미국나이키 NSRL 연구원, 일본아식스스포츠과학연구소연구원, 독일아디다스이노베 이션팀연구원, 독일푸마연구원, 프랑스데카트론연구원, 일본미즈노연구원, 미국리복연구소 연구원, 캐나다캘거리대학교 HPL 연구원, 그외전세계약 40여개이상의대학교연구원들을포 함해서약 200 여명이상의세계에서신발의생체역학적연구에관여하는최정상연구원들이모였다. 이들은 3 일간신발개발에관여된기술의경기력측면, 족부형태학, 신발연구방법, 연령관련요인, 런닝화, 족저압, 걷기와달리기, 충격력등 8개의주제로나뉘어 4개의기조연설과 60개의연구를 발표하였다. 위학회는신발연구와관련하여유일하게집중적으로연구물이발표되는기회이기때 문에발표된연구들을해외유수의브랜드업체의제품개발경향과맞추어분석하는것이의미가 크리라본다. 나이키, 아디다스, 아식스등메이져브랜드의소속연구원이발표하였거나또는이업 체들로부터연구비를지원받은연구들을중심으로최신연구동향을살펴보고자한다. 1) 나이키관련연구 나이키는본학회에서우수한연구를지정하여 의하나로 $25,000 상당의상금을지원하는메이저스폰서중 6 개의연구가소속연구원또는외부지원연구기관에서수행되어발표되었다. The influence of stance leg traction properties on kicking performance and perception parameters in soccer" 라는연구가나이키의지원을받아독일에센대학에서발표하였다. 트랙션이 다른 4개의나이키축구화를신고 23 명의축구선수들이인스텝킥을수행하는동안볼의속도, 운동 시간, 지지발의전단력, 볼속도와트랙션에대한인지등을조사한결과, 트랙션이높고기능적아 웃솔의축구화가공을찰때, 지지하는발의접지전단력이높아운동수행시간이짧았고공의속도 도빠른것으로나타났다. 인지또한트랙션이좋은기능성축구화가가장좋은것으로나타났다. 독일에센대학의또다른연구인 The influence of forefoot shoe elevation on vertical jump performance" 에서는신발의앞쪽을뒤꿈치에비해높이는것이점프능력과관련이있는가를 37명 의농구선수들을두집단으로나누어일반신발과앞쪽이높은신발을 6 주간착용하게한후, 수직 점프높이와생체역학적요인들을비교하였다. 그결과두집단모두착용전후에점프높이에있어 서는유의한차이가나타나지않았으며, 생체역학적변인에있어서는예상과는반대로앞쪽이높은 신발착용집단이착용후에점프와관련된근발현관련능력이다소줄어드는것으로나타났다. 나이키에서지원받은독일의또다른연구팀인튜빙겐대학에서는 Female foot morphology-implication for last design" 이라는제목으로발표하였다. 여자신발의라스트디자인을 위해 424명의유럽여성을대상으로 3 차원으로발을측정, 분석한결과, 발의크기에따라발의형 태가다른것으로나타났다. 특히남자와는발형태가크게다른것으로나타나( 발뒤꿈치와볼의폭), 남자의라스트를여성런닝화에적용하는것은적절하지않다고지적하고있다. 한편나이키의지원을받은일본의 AIST의디지털인간연구센터에서는두편의성장관련논문을 발표였는데, 첫번째연구는 Growth changes in the foot shape of Japanese" 라는 3년간의종단 적연구로서, 110명의일본어린이를대상으로 3년간 3차원으로발을측정하여성장에따른발형 태의변화를분석한결과, 성장에따라발이덜회내되며, 폭이좁아지며, 발등의아치가낮아지는 것으로나타났다. 한편 3세그룹에서의평발비율이 73% 로상당히높게나타났다가성장함에따라 극적으로그비율이낮아지는것으로나타났다. 두번째연구는 Longitudinal analysis of kinematic development for children running" 으로앞의연구에참여한어린이중 12명의달리기동작을생체
역학적으로분석하였다. 그결과성장함에따라성숙되고파워있는달리기동작을하고있으며이 는엉덩관절의정적인파워와관련있는것으로나타났다. 또한나이키본사에있는 NSRL 스포츠과학연구소에서 Peak knee adduction moment values for five off-the-shelf walking shoe" 라는발표를하였다. 퇴행성관절염과관련이있은관절부하인무 릎의내전모멘트가출고되기전의신발에따라어떻게달라지는가를조사하기위해 18명의건강한 피험자를대상으로 5 가지의신발을착용하게하여무릎관절모멘트를측정하였다. 그결과신발에 따라최대 4~5% 의차이가나타나, 퇴행성관절염의처치를위해기능성인솔이나웨지를사용할때 신발이영향을미칠수있으므로신발을잘선택해야한다고제안하였다. 2) 아디다스관련연구 아디다스관련발표된연구는아디다스이노베이션팀(ADIDAS a.i.t.) 소속의연구원이발표한논문 1편과아디다스로부터재정적으로지원을받은미국테네시대학교의연구 1편등총 2 편이었다. 첫 번째연구는 Differences in knee joint loading between forefoot and rearfoot strike running patterns" 로달리기에서착지형태에따라무릎관절에서의부하패턴에차이가있는가를조사하였 다. 19명의남자장거리달리기를정기적으로하는피험자를대상으로 adidas Supernova 런닝화를 신고초속 4m 의속도로달릴때, 전족착지형과후족착지형런너사이에무릎관절부하에차이가있 는지를비교한결과, 전족착지형런너들에게서더작은무릎신전모멘트가나타났지만, 외측회전모 멘트는더큰것으로나타났다. 따라서대표적인달리기운동상해인슬개대퇴통증증후군 (Patellofemoral pain syndrom) 은무릎의외전모멘트와외측회전모멘트와직접적인관련이있기 때문에전족착지형런너들이후족착지형런너들에비해상대적으로슬개대퇴통증증후군을갖게될 가능성이높다고제안하고있다. 두번째연구는미국테네시대학과 NASA 연구팀의공동연구로써 Loading characteristics of high impact movements in basketball" 이다. 농구에있어서운동상해의원인이되는충격부하가높은동작인커팅, 점핑, 착지등의동작을할때지면반력의특성을조사한연구이다. 6명의여자와 6명의남자대학농구선수들을 대상으로두종류의아디다스농구화를신고다양한동작을수행할때지면반력을비교한결과, 여자가남자 에비해 V 컷동작을할때외측부하가더작은것으로나타났으며, 두신발간에는단지점프를위한정지 동작에서차이가나타나는것으로보고하였다. 3) 아식스관련연구 아식스사에서외부기관에용역을의뢰하여진행된연구는발표되지않았으며, 자체연구소인아식 스스포츠과학연구소소속선임연구원이 2 편의발표를하였다. 첫번째발표는 A simplified footwear sole stability evaluation method on trail running" 으로바닥이거칠고평평하지않은트레 일달리기시신발바닥의안정성을평가하기위해동작분석을실시하여그방법의타당성을조사 하였다. 내리막달리기를하는동안경골의내외번과내외전가속도는가속도계를통해측정한결과 가동작분석시스템을통해산출한결과와일치하기때문에내리막달리기시신발밑창의안정성을 평가하는데타당한방법이라고제안하고있다. 두번째연구는 Motion analysis of treadmill running for footwear design" 으로트레드밀전용런 닝화를디자인하기위해트레드밀달리기와지면달리기의동작을비교한논문이다. 트레드밀달리기 가익숙하지않은 1명의피험자를대상으로 4와 8 min/km의속도로트레드밀과지면달리기를시키 면서하퇴의동작과압력을비교한결과, 8min/km의속도에서는차이가나타나지않았지만 4min/km 의속도에서는최대수직힘에있어서트레드밀달리기가지면달리기에비해작게나타났으 며, 전족부에나타난수직힘또한작은것으로나타났으며그이유는트레드밀에서달릴때런너가 벨트를앞으로차지않아도되기때문이라고해석하고있다. 또한발이지면에닿는순간두발사 이의거리는트레드밀달리기시더짧은것으로나타났으며그이유는트레드밀벨트에서가장자리
부분을밟지않기위해의도적으로더욱직선으로달린결과라고보고있으며, 신발디자인을위해이러한결과를적용해야한다고제안하였다. 트레드밀달리기용 4) 퓨마관련연구 퓨마사에서독일의쳄니쯔공과대학에의뢰하여연구된 2 편의발표가있었다. 첫번째는 The influence of body position and physical activity on foot dimensions measured by a foot scanning system" 으로신체자세와달리기운동이발스캐너로측정한발의부피에어떠한영향을 미치는가를조사하였다. 그결과서있는자세에서측정한발의부피가누워있는상태보다큰것으 로나타났으며, 달리기운동을실시한후측정한발의부피가 2.3% 정도증가하는것으로나타났 다. 두번째연구는 The variability of biomechanical parameters during running in different running shoes- a 3-day testing design" 으로신발의생체역학적성능평가에있어서개인간의차이와실험 일자간의차이를알아내기위해 9명의피험자를대상으로 3일간생체역학변인들을측정하여변이 를산출하였다. 그결과실험날자별변이에있어서유의한차이는나타나지않았지만, 피험자한 명당실시한 5번의측정에서피험자내변이는 0.5~34.5% 로크게나타났다. 맺는말 향후신발의기능성구조에대한전망은쉽지않지만, 신발과인간의움직임에대해연구하는생체역학의학문적경향을근거로다음과같이예상해볼수있다. 1) 신발이입는컴퓨터(wearable computer) 역할수행 유비쿼터스시대에맞춰디지털라이프시대의혁명이도래한다고볼때, 신발은입는컴퓨터로써 활용될전망이다. 이미아디다스-1 이나나이키+ 등첨단 IT 기술을적용한신발이보편화되고있 다. 장애인뿐만아니라일반인의생활을더욱편리하게도와줄수있는신발이개발될것이다. 2) 운동상해예방기능강화 운동에참여하는사람이증가하면서운동상해빈도또한증가하고있는추세이다. 따라서상해발생메카니즘을보다과학적으로분석하여외부적환경에신발자체가스스로대처해컨트롤할수있는각종첨단소재및부품이개발될것이며이를활용해안전하게운동을수행할수있는신발에활용될것이다. 3) 전문스포츠화를통한경기력향상 각종기록경기에서에너지손실을최소로하는반면에너지반환을최대로할수있는신발이개발되어경기력향상에기여할수있는신발이다양하게개발될것이다. 또한일반스포츠동호인또한디지털디자인의발전으로개개인에맞는최적의신발을제공받을수있을것이다.