KR102369750B1 - 신발류 설계 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

맞춤형 신발류를 설계하는 방법 및 장치를 개시한다. 맞춤형 신발류를 설계하는 장치는, 데이터 수집 시스템, 데이터 처리 시스템, 및 제조 시스템을 포함하며, 그 제조 시스템은 적층 제조 장치를 포함한다. 맞춤형 신발류를 설계하는 방법은, 사용자 특정 데이터를 수신하는 것, 사용자 모델을 생성하는 것, 사용자 모델에서의 문제점을 확인하는 것, 교정 피처를 생성하는 것, 맞춤형 신발류 모델을 생성하는 것, 및 맞춤형 신발류를 제조하는 것을 포함한다.

Description

신발류 설계 방법 및 그 장치{METHODS AND APPARATUSES FOR DESIGNING FOOTWEAR}

본 출원은 신발류 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 맞춤형 신발류를 설계하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

전통적인 신발류는 사용자에 대해 맞춤화되지 않는다. 오히려, 신발류는 주로 대부분의 발에 적용되는 일반적인 특징에 기초하여 설계된다. 그 결과, 신발류는 종종 사용자에게 편안하지 않거나, 및/또는 문제가 되는 발과 관련한 질환을 바로잡거나 방지하지 못할 수 있다.

신발류의 인서트(예를 들면, 안창(insole))는 발과 관련하는 다양한 문제점을 바로잡기 위한 일환으로 이용되어 왔다. 불행히도, 대부분의 경우, 신발류 인서트는 원래의 신발류와 마찬가지로 사용자의 발에 적합하지 않다. 결국, 사용자의 실제 발을 적어도 어느 정도 고려하면서 문제점을 바로잡거나 방지하려고 "맞춤형" 신발류 인서트가 개발되었다.

불행히도, 맞춤형 신발류 인서트는 주로 비맞춤형 신발류에 사용하도록 의도된 맞춤형 안창에 제한되었다. 예를 들면 중창(midsole) 및 바깥창(outsole) 등의 비맞춤형 신발류의 다른 양태들이 사용자에 대해 맞춤화되지 않기 때문에, 맞춤형 신발류 인서트의 유효성은 제한되었다.

게다가, 맞춤형 신발류 인서트의 설계는 흔히 시간 소모적이고 오류가 발생하기 쉽고 비용이 많이 드는 수작업이다. 따라서, 그러한 맞춤형 신발류 인서트의 대량 생산은 당연히 그 신발류 인서트 각각이 맞춤형이기 때문에 문제가 있다. 전술한 요인은 물론 기타 요인들로 인해 맞춤형 신발류의 이용 가능성 및 유효성이 제한되고 그 비용도 증가한다.

따라서, 필요로 하는 것은 맞춤형 신발류를 설계 및 제조하기 위한 개선된 방법 및 장치이다.

본 출원인 맞춤형 신발류를, 특히 안창, 중창 및 바깥창 등의 맞춤형 신발류 부분들을 설계하는 방법 및 장치를 기술한다.

하나의 실시예에서, 사용자 모델에 기초하여 맞춤형 신발류 모델을 설계하는 방법은, 사용자와 관련된 사용자 데이터를 수신하는 단계; 수신된 사용자 데이터에 기초하여 사용자 모델을 생성하는 단계; 사용자 모델에 기초하여 하나 이상의 교정 피처(corrective feature)를 결정하는 단계; 및 결정된 교정 피처를 포함하는 맞춤형 신발류 모델을 생성하는 단계를 포함한다.

그 방법은, 맞춤형 신발류 모델에 기초하여 신발류 부품을 생성하는 단계를 더 포함하며, 신발류 부품은 적층 제조 기법(additive manufacturing technique)에 의해 생성된다.

그 방법의 몇몇 실시예에서, 사용자 데이터는 족압 데이터, 보행 데이터, 신체 데이터 또는 이미지 데이터 중 하나 이상을 포함한다.

그 방법의 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 교정 피처를 결정하는 단계는 추가적으로 통계적 데이터에 기초한다.

그 방법의 몇몇 실시예에서, 통계적 데이터는 통계적 형상 모델을 포함한다.

그 방법의 몇몇 실시예에서, 신발류 부품은 안창, 중창 또는 바깥창 중 하나이다.

그 방법의 몇몇 실시예에서, 맞춤형 신발류 모델은 굽힘 라인 패턴, 두께 변경 영역, 또는 셀형 구조 중 적어도 하나를 포함한다.

그 방법의 몇몇 실시예에서, 신발류 부품은 굽힘 라인 패턴, 두께 변경 영역, 또는 셀형 구조 중 적어도 하나를 포함한다.

그 방법의 몇몇 실시예에서, 신발류 부품은 사용자 발의 생체기계학적 작용을 변경하도록 구성된다.

그 방법의 몇몇 실시예에서, 신발류 부품은 사용자 발의 정적 체중 분포를 개선하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 신발류 부품을 설계하도록 구성된 장치는, 신발류 템플릿 모델 및 실행 가능 소프트웨어를 포함하는 데이터 저장 장치; 사용자 데이터를 생성하도록 구성된 센서; 및 데이터 저장 장치 및 센서와 데이터 통신하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는 소프트웨어를 실행시켜 그 설계 장치가, 사용자와 관련된 사용자 데이터를 수신하고; 수신된 사용자 데이터에 기초하여 사용자 모델을 생성하며; 사용자 모델에 기초하여 하나 이상의 교정 피처를 결정하고; 결정된 교정 피처를 포함하는 맞춤형 신발류 모델을 생성하게 하도록 구성된다.

프로세서는 또한 소프트웨어를 실행시켜 그 설계 장치가 맞춤형 신발류 모델에 기초하여 신발류 부품을 생성하게 하도록 구성될 수 있고, 신발류 부품은 적층 제조 기법에 의해 생성된다.

그 장치의 몇몇 실시예에서, 사용자 데이터는 족압 데이터, 보행 데이터, 신체 데이터 또는 이미지 데이터 중 하나 이상을 포함한다.

그 장치의 몇몇 실시예에서, 프로세서는 소프트웨어를 실행시켜 그 설계 장치가 통계적 데이터에 기초하여 하나 이상의 교정 피처를 결정하게 하도록 구성된다.

그 장치의 몇몇 실시예에서, 통계적 데이터는 통계적 형상 모델을 포함한다.

그 장치의 몇몇 실시예에서, 신발류 부품은 안창, 중창 또는 바깥창 중 하나이다.

그 장치의 몇몇 실시예에서, 맞춤형 신발류 모델은 굽힘 라인 패턴, 두께 변경 영역, 또는 셀형 구조 중 적어도 하나를 포함한다.

그 장치의 몇몇 실시예에서, 신발류 부품은 굽힘 라인 패턴, 두께 변경 영역, 또는 셀형 구조 중 적어도 하나를 포함한다.

그 장치의 몇몇 실시예에서, 신발류 부품은 사용자 발의 생체기계학적 작용을 변경하도록 구성된다.

그 장치의 몇몇 실시예에서, 신발류 부품은 사용자 발의 정적 체중 분포를 개선하도록 구성된다.

도 1은 맞춤형 신발류 시스템의 실시예를 도시한다.
도 2는 맞춤형 신발류를 설계하는 방법을 도시한다.
도 3a는 예시적인 데이터 수집 시스템의 그래픽 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 3b는 예시적인 신발류 설계 컴포넌트의 그래픽 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 교정 피처를 포함하는 예시적인 중창(신발류 부분)을 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 복수의 교정 구역을 포함하는 예시적인 안창(신발류 부분)을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 적층 제조 방식으로 제조된 안창(신발류 부분)을 도시한다.
도 7은 예시적인 적층 제조 장치를 도시한다.
도 8은 예시적인 컴퓨팅 장치를 도시한다.

맞춤형 신발류는 발과 관련하여 알려진 다양한 질환을 치료하는 데에 유리할 수 있다. 예를 들면, 발의 회내(pronation)(서있거나, 걷거나 달리 중에 발이 내측으로 돌아가는 증상)는 부기 및 아킬레스건의 문제를 야기할 수 있다. 회내를 치료하기 위해, 맞춤형 신발류는 발에서의 정적 또는 동적 압력을 교정 또는 개선하도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 맞춤형 신발류는 발의 안쪽 족궁(medial arch) 아래의 지지를 교정하여, 신발류가 특정 방향으로 굴곡하는 능력을 감소시킬 수 있다.

다른 예로서, 안쪽 하중을 감소시켜 무지(즉, 엄지발가락)에 대한 맞춤화한 지지를 제공하는 맞춤형 신발류에 의해 건막류(bunion)를 치료할 수 있다. 발바닥 근막염, 관절염, 순환 장애, 중족골통증, 슬개대퇴 무릎 통증(patellofemoral knee pain), 경부목 통증(shin splints), 아킬레스건염, 반복적 긴장 부상(repetitive strain injuries) 등의 당업자에 공지된 기타 질환 또한 맞춤형 신발류를 이용하여 치료될 수 있다.

기존의 유해한 발 질환을 치료하는 것에 추가하여, 맞춤형 신발류는 또한 부상 및 발 질환의 발명을 방지하는 데에도 도움을 줄 수 있다. 예를 들면, 맞춤형 신발류는 발걸음의 충격 시에 체중을 보다 양호하게 분산시키거나, 동적 운동 중에 발걸음을 내딛거나 발이 회전하는 방식을 변경함으로써 발, 발목, 다리, 무릎, 등(back) 등에 대한 스트레스 관련 부상을 감소시킬 수 있다. 마찬가지로, 맞춤형 신발류는 특정 방향으로의 운동(발목이 돌아가는 움직임 등)은 방지하면서 다른 방향으로의 운동(이행 운동 중에 전족부의 발의 돌아감(rolling) 등)은 촉진시킬 수 있다.

게다가, 맞춤형 신발류는 생체기계학적 성능(예를 들면, 운동선수에 대해)을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 맞춤형 신발류는 달리기 등의 동적 활동 시에 발의 충돌 각도를 변경할 수 있고, 이는 나아가서는 달리는 사람의 전체적 속도를 증가시킬 수 있다. 당업자에게 공지되어 있는 바와 같은 맞춤형 신발류의 수많은 기타 이점들이 존재한다.

맞춤형 신발류는 특정 사용자의 신체적 특징 또는 속성과 관련한 데이터, 소위 '정적" 데이터를 이용하여 설계될 수 있다. 예를 들면, 사용자의 발 사이즈 및 정적 족압(예를 들면, 서 있는 경우에)이 측정될 수 있다.

맞춤형 신발류는 또한 동적 족압의 크기 등의 동적 사용자 데이터를 이용하여 설계될 수도 있다. 예를 들면, 사용자 발에서의 동적 압력은, 달리기, 걷기, 점프, 착지(landing), 피벗, 돌리기(rolling), 흔들기(rocking) 등의 동적 발의 활동 중에 측정될 수 있다. 맞춤형 신발류의 설계 중에 사실상 임의의 기능적 생체기계학적 척도가 이용될 수 있다.

맞춤형 신발류는 또한 통계적 인구 데이터 등의 사용자 비특정 데이터를 이용하여 설계될 수도 있다. 예를 들면, 특정 사이즈의 발의 평균 형상이 통계적으로 결정되거나, 기존의 통계 데이터 세트로부터 입수될 수 있다. 전술한 발의 특징 및 기타 물리적 발의 특징에 대한 통계적 평균은, 분포, 표준 편차, 분산 등 당업계에 공지된 관련 통계적 파라미터를 가질 수 있다. 이러한 식으로, 신발 사이즈 등의 사용자와 관련하여 하나의 발의 특징을 알고 있음으로써, 수많은 관련 통계적 발의 특징(예를 들면, 발의 형상, 사이즈 등)을 이용할 수 있다.

궁극적으로, 아래에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 전술한 형태의 데이터 및 기타 데이터들이 당업자에게 공지된 바와 같은 사용자 특정 해부학적 특징, 사용자 특정 정형외과적 필요성, 사용자 특정 치료 필요성, 사용자 특정 성능 필요성, 기타 필요성 등을 고려하여 맞춤형 신발류를 생성하는 데에 이용될 수 있다.

정적 사용자 특정 데이터

정적 사용자 특정 데이터가 맞춤형 신발류의 설계에 이용될 수 있다. 다양한 형태의 정적 사용자 특정 데이터가 다양한 방법에 의해 생성될 수 있다.

예를 들면, 성별, 신장 및 체중 등의 기본 사용자 데이터가 맞춤형 신발류의 설계에 이용될 수 있다. 몇몇 기본 사용자 데이터는 객관적 데이터(예를 들면, 신장 및 체중)일 수 있는 한편, 다른 기본 사용자 데이터는 주관적 데이터(예를 들면, 활동성 레벨 및 사용자 기호)일 수 있다.

정적 사용자 특정 데이터는 신체 부분에 특정적일 수 있다. 예를 들면, 특정 사용자의 발과 관련한 데이터는, 발의 길이, 발의 폭, 족궁의 높이, 족궁의 위치, 발의 형상, 족문, 발의 내번(inversion) 및 외번(eversion), 다양한 발 근육의 강도, 뼈의 정렬 상태, 회내, 회외(supination) 등 당업자에게 공지된 바와 같은 기타 특징을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 신체적 특징은 수작업에 의한 신체 측정법(예를 들면, 측정 테이프)을 이용하여 결정될 수 있는 한편, 다른 특징들은 디지털 측정 시스템(예를 들면, 디지털 스케일)에 의해 결정될 수 있다.

다양한 신체 부분의 형상 및 구성의 복잡성을 감안하면, 보다 정확한 데이터 캡쳐 방법이 유리할 수 있다.

예를 들면, 사용자 특정 데이터는 라이브 카메라 또는 스틸 카메라 등의 하나 이상의 이미지 센서를 이용하여 생성될 수 있다. 단일 이미지 센서를 갖는 통상의 디지털 카메라 또는 2개 이상의 이미지 센서를 갖는 입체 카메라를 비롯한 다양한 타입의 카메라가 이용될 수 있다. 모바일 기기 카메라를 비롯한 통상의 디지털 카메라는 깊이 및 3D 구조를 추론할 수 있도록 다양한 각도에서 신체 부분 등의 대상물의 이미지를 복수 회 촬영함으로써 이용될 수 있다. 발(또는 발목, 종아리 등의 기타 해부하적 특징) 등의 신체 부분의 복수의 이미지는 예를 들면 컴퓨터 시스템에 의해 분석되어, 3D 모델과 같은 3차원(3D)의 사용자 특정 데이터를 결정할 수 있다.

예를 들면, 본 명세서에 그 전체가 참조로 원용되는 "3D Face Reconstruction from 2D Images"라는 명칭의 미국 특허 제8,126,261호는 예를 들면 얼굴의 3D 모델을 복수의 2차원(2D) 이미지로부터 결정하는 방법을 개시하고 있다. 마찬가지로, 본 명세서에 그 전체가 참조로 원용되는 "Digital 3D Camera Using Periodic Illumination"라는 명칭의 국제 특허 출원 공개공보 제WO 2012/129252호는 2D 이미지 데이터를 이용하여 3D 모델을 결정하기 위해 디지털 카메라 및 투영된 광 패턴을 이용하는 방법을 개시하고 있다. 추가로, 3D 사용자 특정 데이터를 생성하기 위해 2대 이상의 카메라가 동시에 이용될 수 있다. 예를 들면, 본 명세서에 그 전체가 참조로 원용되는 "Method and Apparatus for Producing 3D Model of An Environment"라는 명칭의 미국 특허 제8,532,368호는 모바일 입체 카메라 시스템으로 3D 모델을 결정하는 방법을 개시하고 있다. 따라서, 이미지 센서는 2D 사용자 특정 데이터를 캡쳐하여 그 2D 데이터에 기초하여 사용자 특정 3D 모델을 구축하기 위해 전술한 방법 및 기타 당업계에 공지된 바와 같은 방법과 함께 이용될 수 있다.

몇몇 경우, 모바일 기기(예를 들면, 스마트폰 및 테블릿)는 "3D 카메라"로 지칭할 수 있는 입체 이미지 센서를 포함할 수 있다. 그러한 기기는 이미지 데이터를 캡쳐하여 독립된 처리 시스템에 의한 추가적 처리를 필요로 하지 않고 3D 데이터 또는 3D 모델을 생성하는 능력을 갖고 있을 수 있다.

추가로, Microsoft Corporation(미국 워싱턴주 레드몬드 소재)으로부터 입수 가능한 "Kinect" 등의 보다 발전된 카메라 시스템이 깊이 정보를 포함한 이미지 데이터를 제공한다. 마찬가지로, 4DDynamics (벨기에 앤트워프 소재)의 "Gotcha" 3D 스캐너 또는 MakerBot® Digitizer™ (미국 뉴욕주 뉴욕 소재)와 같은 특정 목적으로 제조된 3D 스캐너가 이용될 수도 있다.

사용자 특정 데이터를 결정하는 데에 하나 이상의 카메라 등의 이미지 캡쳐 장치를 이용하는 것의 이점은 그러한 장치가 통상 디지털식이고 휴대형이며 비교적 저렴하다는 점이다. 따라서, 맞춤형 신발류를 설계하기 위한 시스템은 전체적으로 또는 부분적으로(예를 들면, 촬영 시스템) 휴대형일 수 있다. 그 시스템의 휴대성은 그러한 시스템을 상이한 맥락에서 이용하는 능력을 증가시킨다.

기타 장치가 3D 사용자 특정 데이터를 생성하는 데에 이용될 수도 있다. 예를 들면, 광학 스캐너, 레이저계 스캐너 및 기타 당업자에 공지된 바와 같은 스캐닝 시스템이 발 등의 신체 부분을 스캐닝하여 스캐닝된 신체 부분의 3D 모델을 생성하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들면, 레이저계 또는 광학 스캐닝 시스템의 이점은 그들이 스캐닝되는 대상물의 매우 정확한 3D 모델을 생성할 수 있다는 점이다. 하지만, 그러한 스캐닝 시스템은 전술한 것들 등의 이미지계 모델링 시스템보다는 휴대성이 덜하고 보다 비쌀 수 있다.

의료용 촬영 기법이 2D 및 3D 사용자 특정 데이터를 생성하는 데에 이용될 수도 있다. 예를 들면, X선 스캔, 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캔, 양전자 방사 단층촬영(PET) 스캔, 자기 공명 촬영(MRI), 초음파 스캔 및 기타 당업자에게 공지된 의료용 촬영 기법이 발 등의 신체 부분의 2D 또는 3D 모델을 생성하는 데에 이용될 수 있는 2D 및 3D 사용자 특정 데이터를 생성하는 데에 이용될 수 있다. 특히, 특정 타입의 의료용 촬영 시스템은 당업계에 공지된 바와 같은 뼈의 구조, 뼈의 정렬 상태, 근육과 인대의 배치, 연골의 배치 등과 관련한 추가적인 세부 사항을 제공할 수도 있다. 맞춤형 신발의 설계는 유리하게는 그러한 특징을 고려할 수 있다.

센서가 사용자 특정 데이터를 결정하는 데에 이용될 수도 있다. 예를 들면, 감압 패드가 사용자의 족문과 관련한 압력의 분포를 기록할 수 있다. 즉, 사용자는 그 사용자의 정적 족문과 관련한 복수의 압력 판독치를 생성하도록 감압 패드 상에 설 수 있다.

몇몇 예에서, 다양한 형태의 측정, 촬영 및 감지가 발의 몰드와 같은 사용자 신체 부분의 주형, 몰드 또는 기타 틀(impression)에서 수행될 수 있다. 이러한 능력은 사용자를 예를 들면 스캐닝 장비와 나란히 배치할 필요 없이 맞춤형 신발류의 설계를 가능하게 한다. 다른 예에서, 사용자가 카메라 장착 모바일 폰 또는 비디오카메라 등의 그 자신의 장비를 이용하여 2D 또는 3D 이미지 데이터 등의 데이터를 생성하여, 그 데이터를 사용자를 위한 맞춤형 신발류를 설계하도록 된 데이터 처리 시스템에 제공할 수 있다. 이러한 식으로, 사용자는 다양한 형태의 맞춤형 신발류 설계 시스템과 함께 있을 필요가 없다. 예를 들면, 사용자는 자신이 생성한 복수의 2D 이미지 데이터와 함께 기본 사용자 데이터(예를 들면, 키, 체중 및 선호 데이터)를, 그 데이터를 이용하여 그 사용자를 위한 맞춤형 신발류를 설계 및 제조할 원격 서비스에 제공할 수 있다.

일반적으로 말해, 정적 사용자 특정 데이터를 생성하는 전술한 방법은 발 등의 사용자의 신체 부분의 상세한 2D 또는 3D 모델을 생성하는 데에 이용될 수 있다. 이러한 모델은 또한 사용자를 위한 맞춤형 신발류를 설계하는 데에 이용될 수 있다. 이를 위해, Materialise USA(미국 미시간주 플라이마우스 소재)로부터 구매 가능한 소프트웨어 등의 컴퓨터 지원 설계(CAD) 또는 컴퓨터 지원 제조(CAM) 소프트웨어가 사용자 특정 데이터를 처리하여 맞춤형 신발류의 설계를 생성하는 데에 이용될 수 있다.

동적 사용자 특정 데이터

맞춤형 신발류는 또한 동적 사용자 특정 데이터를 이용하여 설계될 수 있다. 동적 사용자 특정 데이터는 달리기, 걷기, 점프, 착지(landing), 피벗, 돌리기(rolling), 흔들기(rocking) 등의 동적 사용자 운동에 관해 수집된 데이터를 포함한다.

동적 사용자 특정 데이터를 측정하는 하나의 수단은, 시간에 따른 압력 데이터를 측정하여 그 데이터를 예를 들면 처리 시스템에 제공하도록 구성된 감압 매트 또는 패드이다. 그러한 감압 패드는 사용자의 운동 중에 한번에 하나의 발보다 많이 측정할 수 있도록 비교적 클 수 있다. 추가로, 충분한 사이즈를 갖는 감압 패드는 당업자에게 공지된 바와 같은 보폭, 보행(gait), 정렬, 발걸음(footfall), 발의 회전 등의 특징을 측정할 수 있다.

발에서의 동적 압력 분포를 측정하는 시스템은 예를 들면 본 명세서에 그 전체가 참조로 원용되는 유럽 특허 출원 EP0970657A1 및 EP1127541A1에 개시되어 있다. 운동 중에 발에서의 동적 압력의 측정에 기초하여, 발의 다양한 부분의 움직임에 대하여 추정이 이루어질 수 있다. 궁극적으로, 맞춤형 신발류는 동적 압력 측청에 기초하여 설계될 수 있다.

감압 장치는 사용자 웨어러블 힘 센서, 모션 캡쳐 센서, 이미지 센서 등의 기타 동적 데이터 캡쳐 장치와 함께 이용될 수 있다. 예를 들면, 힘 센서는 사용자가 동적으로 이동할 때에 힘을 측정하도록 사용자에게 부착될 수 있다. 몇몇 예에서, 모션 감지 센서를 포함한 모바일 기기가 분석될 모션 데이터를 수집하는 데에 이용될 수 있다. 따라서, 사용자는 그 자신의 모바일 기기를 이용하여 정적 사용자 데이터(기본 사용자 데이터 및 스틸 이미지)를 캡쳐할 뿐만 아니라, 힘 및 모션 데이터 등의 동적 사용자 데이터를 캡쳐할 수 있다. 몇몇 예에서, 사용자는 그 자신의 모바일 기기를 이용하여 맞춤형 신발류 설계에 필요한 모든 데이터를 수집할 수 있다.

모션 캡쳐 시스템이 동적 사용자 데이터를 캡쳐 및 분석하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들면, 사용자에게 부착된 컴퓨터 인식 가능한 타겟과 모니터링 시스템을 이용한 시스템이 동적 사용자 데이터를 생성하기 위해 타겟을 추적할 수 있다.

동적 데이터 측정은 조합될 수도 있다. 예를 들면, 감압 패드 및/또는 모션 센서가 비디오 캡쳐 장비와 함께 이용되어, 동적 데이터가 활동 중의 사용자의 비디오 장면과 비교될 수 있다. 예를 들면, 고속 카메라가 발 등의 사용자의 신체 부분의 움직임을 기록하는 한편, 감압 센서가 발의 운동, 충격 등에 관한 데이터를 캡쳐할 수 있다.

통계적 신체 부분 데이터

맞춤형 신발류는 인구 데이터 등의 통계적 신체 부분 데이터를 이용하여 설계될 수도 있다. 예를 들면, 신발의 특정 사이즈는 인구 데이터의 분석에 기초하여 통계적으로 예측 가능한 다수의 특징과 연관이 있을 수 있다. 전술한 바와 같이, 신발의 특정 사이즈는 그 사이즈에 대한 "평균적인" 발의 길이 및 폭은 물론 그 사이즈의 발에 대한 발가락, 뒤꿈치, 족궁 등의 다양한 해부학적 특징의 배치와 관련한 통계적 분포와 연관이 있을 수 있다.

몇몇 예에서, 통계적 형상 모델(statistical shape model: SSM)이 복수의 사용자 특정 2D 또는 3D 신체 부분 데이터에 기초하여 구성될 수 있다. 통계적 형상 모델은 예를 들면 사용자의 신체 부분의 형상을 분석하거나 사용자 신체 부분의 모델을 생성하여 맞춤형 신발류를 설계하는 데에 이용될 수 있다. 그러한 통계적 형상 모델은 겨우 입수 가능한 사용자 특정 데이터가 불완전하거나 부정확한 경우에 특히 유용할 수 있다. 추가로, 발 등의 신체 부분의 통계적 형상 모델은 그 신체 부분의 2D 또는 3D 이미지 데이터의 자동화된 분석을 제공하는 데에 이용될 수도 있다.

사용자 모델

사용자 모델이 정적 사용자 특정 데이터, 동적 사용자 특정 데이터, 통계적 데이터 또는 본 명세서에서 설명하는 기타 데이터 중 하나 이상에 기초하여 생성될 수 있다. 몇몇 예에서, 사용자 모델은 사용자의 발 등의 사용자의 신체 부분의 2D 또는 3D 모델일 수 있다. 몇몇 예에서, 사용자 모델은 사용자의 신체 부분의 2D 또는 3D 묘사 등의 그래픽 정보를 포함하거나, 그 대신에 사용자와 관련한 다양한 속성 또는 특징을 포함한 데이터 모델일 수 있다. 몇몇 예에서, 사용자 모델은 동일 모델 내에 그래픽 데이터와 속성 데이터를 모두 포함한다. 예를 들면, 사용자 모델은 이미지 데이터에 기초한 사용자의 신체 부분의 시각적 표현뿐만 아니라, 동적 사용자 특정 데이터에 기초한 그 시각적 표현 상의 다양한 지점과 관련된 압력 데이터를 포함할 수 있다.

신뢰성 있는 사용자 특정 데이터가 수신되더라도 극히 적은 경우 등의 몇몇 경우에, 사용자 모델은 주로 통계적 데이터 또는 템플릿 또는 이들 둘 모두에 기초하여 생성될 수 있다. 예를 들면, 그 사용자 모델은 압력 데이터 등의 정적 또는 동적 데이터로 보충할 수 있다. 이러한 데이터는 사용자를 위해 적절한 맞춤형 신발류가 설계될 수 있도록 그 모델을 향상시킬 수 있다.

신발류 부분

맞춤형 신발류는 예를 들면, 본체, 안창, 중창 및 바깥창 등의 개별 신발류 부분을 포함할 수 있다.

본체는 사용자의 발의 측부와 상부를 둘러싸는 신발류(신발 등)의 부분일 수 있다. 본체는 뒤꿈치 지지부, 발목 지지부, 웨빙, 레이스, 스트랩, 설포 및 당업계에 공지된 기타 구조체 등의 부분을 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 본체는 예를 들면 레이스 또는 스트랩을 이용하여 사용자에 의해 선택적으로 묶여지는 2개 이상의 부분을 포함할 수 있다.

안창은 사용자의 발의 바닥(어느 정도는 측부도)과 직접 접촉하는 신발류(신발 등)의 내측 부분을 일 수 있다. 맞춤형 안창은 다양한 예에서 신발의 고정된 부분(즉, 영구적 부분) 또는 신발의 제거 가능한 부분일 수 있다.

중창은 안창과 바깥창 사이에 위치한 것으로, 몇몇 예에서 주로 충격 흡수 부분인 신발류의 부분일 수 있다. 몇몇 예에서, 중창은 사용자의 체중의 상당 부분을 지지하는 한편, 사용 중에 신발류에 충격 흡수 특성을 제공하는 것을 주로 담당하도록 설계될 수 있다. 다른 예에서, 중창은 안창 및/또는 바깥창에서의 찾을 수 있는 피처의 유효성을 향상시키도록 설계될 수 있다.

바깥창은 신발류의 최외측 부분으로, 지면과 상호 작용하도록 설계될 수 있다. 몇몇 예에서, 바깥창은 대안적으로는 트레드로서도 알려져 있다. 바깥창은 예를 들면 다양한 표면에 대한 그립을 신발류에 제공하기 위한 구조체 및/또는 텍스처로 설계될 수 있다. 추가로, 바깥창은 구멍이나 다른 유해한 침입으로부터 사용자의 발을 보호하도록 설계될 수 있다. 전술한 바와 같이, 바깥창은 추가적으로 중창에서의 찾을 수 있는 피처의 유효성을 향상시키도록 설계될 수 있다.

몇몇 예에서, 신발류(신발 등)는 전술한 부분 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 그러한 신발류 부분들의 다양한 조합도 예상할 수 있다. 예를 들면, 특정 신발류는 본체, 바깥창 및 안창을 구비하지만, 중창은 없을 수도 있다. 몇몇 예에서, 본체, 안창, 중창 및 바깥창 중 하나 이상이 서로에 영구적으로 부착된다. 예를 들면, 개별적으로 설계되고 어쩌면 상이한 재료를 포함할 수 있지만, 본체, 안창, 중창 및 바깥창은 일체형 신발류로서 제조될 수 있다.

몇몇 예에서, 본체, 안창, 중창 및 바깥창 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 전술한 다양한 형태의 데이터에 기초하여 설계된 맞춤형 신발류의 부분이다. 몇몇 예에서, 전술한 신발류 부분 중 하나 이상은 하나 이상의 재료 및/또는 구조체 또는 교정 피처를 포함할 수 있다. 예를 들면, 중창은 신발류의 전체 무게를 감소시키면서 충격을 흡수하도록 된 다양한 3D 구조체를 포함할 수 있다.

신발류에서의 교정 피처

맞춤형 신발류는 사용자가 착용하여 사용할 때에 신발류의 맞음새(fit) 및/또는 거동에 영향을 주도록 특별히 설계된 하나 이상의 교정 피처를 포함할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 교정 피처는 사용자의 발에 대한 해부학적 또는 생체기계학적 문제점을 바로잡도록 된다. 예를 들면, 사용자는 보통의 신발류에 대한 지지 문제를 야기하는 비교적 높은 족궁을 가질 수 있다. 따라서, 맞춤형 신발류는 그러한 높은 족궁 아래에 지지체를 추가하여 사용자의 체중을 신발류에서 보다 양호하게 분포시키는 안창 등의 맞춤형 신발류 부분을 포함할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 교정 피처는 부상 또는 해부학적 문제점을 바로잡기보다는 부상을 방지하도록 된다. 예를 들면, 동적 데이터를 이용하여 운동 중에(예를 들면, 달릴 때에) 사용자의 발의 밸런스를 결정할 수 있다. 결정된 밸런스는 장시간에 걸쳐 부상 없이 높은 수준으로 활동을 행하는 운동선수 등의 사용자를 특정 짖는 동적 또는 통계적 데이터로부터 유도될 수 있는 최적의 밸런스 시퀀스와 비교될 수 있다. 따라서, 교정 구조체는 운동 중에 보다 양호한 발의 밸런스를 촉진시켜 부상을 방지하도록 설계될 수 있다.

다른 실시예에서, 교정 피처는 기존의 또는 잠재적 문제점을 바로잡기보다는 성능을 개선시키도록 된다. 예를 들면, 달리기 중에 발의 초기 접촉에 관련된 특징이 운동선수의 달리기 속도에 관련이 있는 것으로 증명되었다. 이러한 점을 고려하여, 동적 데이터는, 착지 구역(예를 들면, 뒤꿈치, 중족부, 전족부); 발의 안쪽 부분(median part)과 바깥쪽 부분(lateral part)에 각각 작용하는 힘들 간의 비율; 착지시의 최대 힘; 발의 언릴링(unreeling)의 속도; 및 당업계에 공지된 바와 같은 기타 특징 등의 달리기 중의 사용자의 초기 발 접촉의 특징을 결정하도록 수집될 수 있다. 이러한 결정에 기초하여, 중창 또는 바깥창 등의 맞춤형 신발류 부분이 달릴 때에 사용자의 초기 발 접촉을 변경하여 달리기 속도 및/또는 효율을 개선시키도록 구성될 수 있다.

교정 피처는 예를 들면 신발류 부분에서의 두께 감소 또는 증가 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 맞춤형 안창은 족궁 근처에 두께가 증가된 영역을 구비하여 족궁에 대한 추가적인 지지를 제공할 수 있다.

교정 피처는 또한 특정 방향으로의 신발류 부분의 굽힘을 향상 또는 방지하도록 굽힘 라인, 리브, 컷, 줄무늬 또는 기타 패턴을 포함할 수 있다. 그러한 교정 피처의 개수, 두께, 방향 및 상대적 근접도는 특정 방향으로 굴곡되려는 신발류 부분의 경향에 양향을 줄 수 있다. 예를 들면, 바깥창은 특정 방향으로 리브 및 컷을 포함하여, 바깥창이 설계된 방향으로 굴곡되려는 경향을 향상시키고 원하지 않는 방향으로 굴곡되는 경향을 감소시킬 수 있다.

교정 피처는 또한 비교적 단순하거나 비교적 복잡한 마이크로구조체를 포함할 수 있다. 마이크로구조체의 일례로는 예를 들면 비임, 격자, 규칙적 3D 그리드, 규칙적 또는 불규칙적 개방 또는 폐쇄 셀 구조체, 포옴 또는 스폰지형 구조, 트러스, 스프링, 쇼크(shock), 삼사정계, 단사정계, 사방정계, 육방정계, 삼방정계, 정방정계, 또는 큐빅 구조체 및 기타 당업계에 공지된 기타 구조체를 포함한다. 마이크로구조체는 신발류 부분의 기계학적 거동 등의 신발류 부분의 특징에 영향을 줄 수 있다. 게다가, 마이크로구조체는 탄성, 점탄성, 강성, 내마모성, 밀도 등의 신발류 부분의 기타 특징에 영향을 줄 수 있다. 특히, "마이크로구조체"에서 "마이크로"란 접두사는 주로 매우 작은 레벨로 구조체를 맞춤화하는 능력을 가리킨다. 전체적으로 마이크로구조체의 사이즈를 제한하진 않는다. 실제로, 마이크로구조체를 포함하는 구조체는 임의의 사이즈 또는 형상으로 구성될 수 있다.

마이크로구조체의 형태에 추가하여, 구조체(또는 그 구성 부분)의 위치 및 사이즈가 신발류의 특징에 영향을 줄 수 있다.

추가로, 마이크로구조체들 간의 연결 지점의 특징도 신발류의 특징에 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 연결 지점의 두께는 특정 신발류 부분의 기계학적 특징에 영향을 줄 수 있다. 몇몇 예에서, 연결 부분은 예를 들면 선택적으로 두껍게 또는 얇게 형성되어, 신발류 부분이 상이한 방향에서의 상이한 하중에 대해 반응하는 방식에 영향을 주도록 될 수 있다.

몇몇 예에서, 교정 피처는 신발류 부분에 보다 복합적인 특징을 부여하도록 층상으로 이루어지거나 조합될 수 있다. 예를 들면, 특정 신발류 부분의 두께를 변화시키는 것 외에도, 그 부분의 두께를 형성하는 개별 층들이 전술한 바와 같은 마이크로구조체 등의 특유의 교정 피처를 포함할 수도 있다.

몇몇 예에서, 교정 피처는 신발류 부분의 표면에 있을 수도 있다. 예를 들면, 전술한 바와 같은 텍스처, 패턴, 라인 등의 표면 피처가 맞춤형 신발류의 사용자에게 보다 큰 그립, 보다 많은 느낌, 보다 편안함 등을 제공하도록 이용될 수 있다.

몇몇 예에서, 전술한 교정 피처 중 하나 이상이 신발류 부분과 관련한 구역에 배치될 수 있다. 그러한 구역은 상이한 영역에서 신발류의 상이한 기계학적 특성에 영향을 주도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서, 전체 신발류 부분이 하나의 구역일 수 있고, 다른 예에서 신발류 부분(예를 들면, 안창)이 하나 이상의 구역을 포함할 수도 있다. 몇몇 예에서, 구역은 마이크로구조체 등의 단일 교정 피처를 포함할 수 있다.

요컨대, 신발류에서 상이한 교정 피처의 선택, 배치 및 물리적 특징은 사용자의 생체기계학적 문제를 바로잡거나 상쇄시키고, 부상을 방지하고, 및/또는 성능 증가를 촉진시키도록 이용될 수 있다.

적층 제조

맞춤형 신발류는 적층 제조 기법을 이용하여 제조될 수 있다. 수많은 적층 제조 방법이 당업계에 공지되어 있으며, 그 중에서도 스테레오 리소그래피(Stereo lithography: SLA), 선택적 레이저 소결(Selective Laser Sintering: SLS), 선택적 레이저 용융(Selective Laser Melting: SLM) 및 용융 압출 조형(Fused Deposition Modeling: FDM)이 있다.

스테레오리소그래피(SLA)는 한번에 한 층씩 3D 물체를 "프린팅"하는 데에 이용되는 적층 제조 기법이다. SLA 장치는 예를 들면 방사된 복사선으로 감광성 물질을 경화시키기 위해 레이저를 채용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, SLA 장치는 레이저를, 예를 들면 경화 가능 광폴리머("수지") 등의 감광성 물질의 표면을 가로질러 보내어, 대상물을 한번에 한 층씩 만든다. 각 층에 대해, 레이저 비임은 액체 수지의 표면에서의 대상 물체의 단면을 따라 이동하며, 이에 따라 그 단면을 경화 및 고화시켜 그 아래의 층에 접합시킨다. 한 층이 완성된 후에, SLA 장치는 단일층의 두께에 상응하는 거리만큼 제조 플랫폼을 하강시키고 이전의 층 상에 미경화 수지(예를 들면 감광성 물질 등)의 새로운 표면을 적층한다. 이 표면에서 새로운 패턴을 따라 이동하여 새로운 층을 형성한다. 한번에 한 층씩 그러한 공정을 반복함으로써, 완성된 3D 부품을 형성할 수 있다.

선택적 레이저 소결(SLS)은 대상 물체를 3D 프린팅하는 데에 이용되는 다른 적층 제조 기법이다. SLS 장치는 흔히 고출력 레이저(예를 들면, 이산화탄소 레이저)를 이용하여, 플라스틱, 금속, 세라믹, 또는 유리 분말의 작은 입자들을 "소결"(즉, 융합)하여, 3D 물체로 만든다. SLA와 마찬가지로, SLS 장치는 레이저를 이용하여, CAD 설계에 따라 분말 베드의 표면 상에 단면을 스캐닝할 수 있다. 또한, SLA와 마찬가지로, SLS 장치는 한 층이 완료된 후에 그 층의 두께만큼 제조 플랫폼을 하강시키고 새로운 층의 재료를 추가하여, 새로운 층이 형성될 수 있도록 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, SLS 장치는 레이저가 소결 공정 중에 온도를 보다 용이하게 상승시킬 수 있도록 분말을 예열할 수도 있다.

선택적 레이저 용융(SLM)은 대상 물체를 3D 프린팅하는 데에 이용되는 또 다른 적층 제조 기법이다. SLS와 마찬가지로, SLM 장치는 통상 고출력의 레이저를 이용하여 금속 분말의 얇은 층을 선택적으로 용융시킴으로써 솔리드 금속 물체를 형성한다. 유사하긴 하지만, SLM은 훨씬 더 높은 용융점을 갖는 재료를 통상 이용한다는 점에서 SLS와 다르다. SLM을 이용하여 그 물체를 만드는 경우, 금속 분말의 얇은 층은 다양한 코팅 기구를 이용하여 분배될 수 있다. SLA와 SLS와 같이, 제조 표면이 아래위로 이동하여 층들을 개별적으로 형성될 수 있게 한다.

용융 압출 조형(FDM)은 압출 노즐로부터 예를 들면 열가소성 재료의 작은 비드를 압출하여 층을 형성함으로써 3D 물체를 제조하는, 또 다른 적층 제조 기법이다. 통상의 구성에서, 압출 노즐은 원료가 압출됨에 따라 용융되도록 가열된다. 그러한, 그 원료는 노즐로부터 압출된 후에 즉시 경화된다. 압출 노즐은 적절한 기계를 통해 하나 이상의 차원으로 이동할 수 있다. 전술한 적층 제조 기법들과 마찬가지로, 압출 노즐은 CAD 또는 CAM 소프트웨어에 의해 제어되는 경로를 따라 이동한다. 또한, 마찬가지로, 부품은 저부에 위로 가면서 한번에 한 층씩 만들어진다.

대상 물체는 폴리프로필렌, 열가소성 폴리우레탄, 폴리우레탄, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC), PC-ABS, PLA, 폴리스티렌, 리그닌, 폴리아미드, 유리 또는 금속 입자 등의 첨가제를 갖는 폴리아미드, 메틸 메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머, 폴리머-세라믹 복합재와 같은 흡수성 재료(resorbable material), 및 기타 유사한 적절한 재료 등의 다양한 재료를 이용하여 적층 제조 기법에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구매 가능한 재료가 이용될 수도 있다. 이들 재료로는 다음을 포함할 수 있다. DSM Somos로부터의 DSM Somos® 7100, 8100, 9100, 9420, 10100, 11100, 12110, 14120 및 15100 계열 재료; Stratasys로부터의 ABSplus-P430, ABSi, AB-ESD7, ABS-M30, ABS-M30i, PC-ABS, PC-ISO, PC, ULTEM 9085, PPSF 및 PPSU 재료; 3-Systems로부터의 Accura Plastic, DuraForm, CastForm, Laserform 및 VisiJet 계열 재료; 알루미늄, 코발트크롬 및 스테인리스 강 재료; 마레이징 강(Maranging Steel); 니켈 합금; 티타늄; EOS GmbH로부터의 PA 계열 재료, PrimeCast 및 PrimePart 재료, Alumide 및 CarbonMide.

맞춤형 신발류 부분을 포함하는 맞춤형 신발류는 적층 제조 기법을 이용하여 제조될 수 있다. 유리하게는, 적층 제조 기법은 전체 신발류 부분 또는 신발류의 전체 피스를 단일의 일체형 가공물로 "3D 프린팅"할 수 있다. 예를 들면, 적층 제조 장치는, 안창, 중창 및 바깥창을 개별적으로 제조하기 보다는, 각 층에 비균일 교정 피처(예를 들면, 마이크로구조체)를 갖게 하면서 한 층씩 맞춤형 신발류 부분을 생성할 수 있다. 따라서, 3D 프린팅은 전통적인 제조 기법과 비교하여 신발류의 맞춤화의 정도를 훨씬 더 높일 수 있다.

또한, 3D 프린팅 맞춤형 신발류는 유리하게는 원하는 신발류 설계에 이르게 하기 위해 제조에 필요한 재료 및 개별 피스의 개수를 감소시킬 수 있다. 게다가, 적층 제조 기법은 전통적인 제조 기법과 비교하여 맞춤형 신발류를 생성하는 데에 더 넓은 재료 범위를 갖는다는 이점이 있을 수 있다.

몇몇 예에서, 적층 제조 기법은 전통적인 제조 단계를 개선시킬 수도 있다. 예를 들면, 신발류 부분은, 부분들 함께 접착, 융접 또는 기타 방식으로 체결하는 등의 전통적인 제조 단계에 유용할 수 있는 표면 텍스처, 패턴, 구조체 등을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 표면 텍스처는 마이크로구조체에 의해 생성될 수 있다. 다른 예로서, 적층 제조 기법에 의해 제조된 신발류 부분은, 그 부분과 다른 신발류 부분의 접착 또는 기타 체결 수단에 의한 결합을 개선시킬 수 있도록 높은 기공도를 갖거나 및/또는 특정 텍스처를 갖는 제조층으로 마감될 수 있다.

특정 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명

도 1은 맞춤형 신발류 시스템(100)의 실시예를 도시한다. 도시한 실시예에서, 맞춤형 신발류 시스템(100)은 데이터 수집 시스템(110), 데이터 처리 시스템(120), 제조 시스템(130), 및 데이터 저장 장치(140)를 포함한다.

데이터 수집 시스템(110)은 사용자의 발에 관한 정보 등의 특정 사용자에 관한 데이터를 수집한다. 데이터 수집 시스템(110)은 정적 데이터 수집 컴포넌트(112) 및 동적 데이터 수집 컴포넌트(114)를 포함할 수 있다.

정적 데이터 수집 컴포넌트(112)는 정적 사용자 특정 데이터를 수집한다. 전술한 바와 같이, 정적 데이터 수집 컴포넌트(112)는 기본 해부학적 데이터 및 주관적 데이터(예를 들면, 사용자의 기호) 등의 기본 사용자 데이터를 수집하는 수단을 포함할 수 있다. 예를 들면, 정적 데이터 수집 컴포넌트(112)는 사용자의 특징 또는 속성의 수동 측정치(예를 들면, 신발 사이즈)를 입력하기 위한 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.

정적 데이터 수집 컴포넌트(112)는 또한 라이브 또는 스틸 카메라 등의 이미지 센서; 광 및 레이저 기반 스캐너 등의 스캐너; X선, MRI 또는 CAT 스캐너 등의 의료용 촬영 시스템; 및 압력 패드 등의 기타 센서 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들면, 정적 데이터 수집 컴포넌트(112)는 사용자의 발 등의 사용자의 신체 부분을 촬영하는 데에 이용되는 카메라를 포함할 수 있다. 따라서, 그 디지털 사진이 맞춤형 신발류의 설계 중에 이용될 수 있는 2D 정적 사용자 특정 데이터이다.

정적 데이터 수집 컴포넌트(112)는 또한 사용자가 밟을 때에 사용자의 발과 관련한 2D 압력 데이터를 생성하는 감압 패드를 포함할 수 있다.

동적 데이터 수집 컴포넌트(114)는 동적 사용자 특정 데이터를 수집한다. 전술한 바와 같이, 동적 데이터 수집 컴포넌트(114)는 감압 패드, 웨어러블 센서, 모션 캡쳐 시스템 또는 이미지 캡쳐 시스템을 포함할 수 있다. 전술한 장치들은 2D 또는 3D 동적 사용자 특정 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들면, 사용자는 큰 감압 패드의 길이를 걸어 혹은 달려 내려올 수 있고, 그 감압 패드는 각각의 발이 착지하고, 회전하고 이어서 다시 떨어질 때마다 동적 데이터를 기록할 수 있다. 마찬가지로, 사용자는 감압 패드 상에서 위로 점프했다가 내려올 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 라이브 또는 스틸 이미지가 다른 센서 데이터(예를 들면, 압력 패드 데이터)와 동시에 수집되어, 추가적인 분석을 위해 사용자 발의 실제 물리적 운동과 센서 데이터를 병치시킬 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 감압 패드 등의 단일 센서가 정적 사용자 데이터(예를 들면, 패드 상에 서있을 때)와 동적 사용자 특정 데이터(예를 들면, 패드 상에서 걷거나, 달리거나 점프할 때 등)를 수집하는 데에 이용될 수도 있다. 마찬가지로, 카메라 등의 이미지 센서가 정적 사용자 데이터(예를 들면, 스틸 이미지)와 동적 사용자 특정 데이터(예를 들면, 비디오 또는 고속 스틸 이미지)를 수집하는 데에 이용될 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 데이터 수집 시스템(110)은 휴대형으로 맞춤형 신발류 시스템(110)의 다른 요소들과는 별개로 이루어지는 반면, 다른 실시예에서는 일체형일 수도 있다. 데이터 수집 시스템(110)은 센서(예를 들면, 압력 센서 및 카메라)는 물론 그 센서들을 지원하는 처리 장치(예를 들면, 모바일 기기, 컴퓨터, 서버 등)를 포함할 수도 있다

데이터 수집 시스템(110)은 로컬 데이터 저장 장치(도시 생략)를 포함하거나 및/또는 데이터 저장 장치(140) 등의 원격 데이터 저장 장치에 대한 접속 수단을 포함할 수 있다. 데이터 수집 시스템(110)에 의해 수집된 데이터는 감지되거나, 측정되거나, 결정되거나, 입력되거나, 기타 방식으로 생성된 후에 로컬 또는 원격 데이터 저장 장치(또는 이들 둘 모두)에 저장될 수 있다.

데이터 수집 시스템(110)은 예를 들면 유선(hard-wired) 또는 무선 데이터 접속을 통해 맞춤형 신발류 시스템(100)의 다른 요소들과 데이터 통신할 수 있다. 예를 들면, 데이터 수집 시스템(110)이 휴대형으로 맞춤형 신발류 시스템(100)의 다른 요소들과는 별개로 이루어진 실시예에서, 데이터 수집 시스템(110)은 인터넷 등의 네트워크 접속을 통해 그 요소들에 연결되어 데이터를 공유할 수 있다. 대신에, 다른 실시예에서는 그 접속이 다양한 요소들 간에 애드훅(ad-hoc) 방식으로 이루어질 수도 있다.

데이터 처리 시스템(120)은 데이터 수집 시스템(110)과 데이터 통신한다. 데이터 처리 시스템(120)은 데이터 수집 시스템(110)에 의해 수집된 정적 및/또는 동적 데이터를 수신하여, 그 데이터를 맞춤형 신발류의 설계에 이용할 수 있다.

예를 들면, 모델 설계 요소(122)가 발 등의 사용자의 신체 부분의 2D 또는 3D 모델을 생성하기 위해 이미지 데이터 등의 정적 사용자 특정 데이터를 받아들일 수 있다. 모델 설계 요소(122)는 압력 감지 데이터 등의 다른 정적 사용자 특정 데이터를 받아들여, 그 데이터를 2D 또는 3D 모델에 오버레이시키거나 기타 방식으로 그와 조합할 수 있다. 예를 들면, 발 등의 신체 부분의 3D 모델은 그 모델이 발 모델의 상이한 부분 상에 정적 압력을 나타내도록 정적 압력 데이터를 이용하여 더욱 수정될 수 있다. 그 차이는 예를 들면 "열 지도"과 같이 색상 구배를 이용하여 묘사될 수 있다. 보다 구체적으로, 데이터는 2D 또는 3D 모델에 렌더링되거나, 사용자 발바닥에서의 2D 압력 분포 등과 같이 3D 모델의 2D 투영도에 투영될 수도 있다.

모델 설계 요소(122)는 압력 감지 데이터 등의 동적 사용자 특정 데이터를 받아들여, 그 데이터를 2D 또는 3D 모델에 오버레이시키거나 기타 방식으로 그와 조합할 수 있다. 예를 들면, 발 등의 사용자의 신체 부분의 3D 모델에 작용하는 힘이 전술한 바와 같은 열 지도를 이용하여 묘사되거나, 예를 들면 사용자 발의 모델에 작용하는 방향 및 크기를 나타내는 벡터를 이용하여 묘사될 수 있다. 다양한 형태의 사용자 특정 데이터를 조합하는 무수히 많은 방법이 당업자들에게 공지되어 있다.

모델 설계 요소(122)는 또한 인구 데이터 등의 통계적 데이터를 받아들여 다른 사용자 특정 데이터와 조합할 수 있다. 예를 들면, 사용자 신체 부분의 외적 특징만을 알고 있는 경우(예를 들면, 이미지 데이터에 의해), 통계적 형상 모델 등의 통계적 데이터를 이용하여 사용자의 신체 부분의 2D 또는 3D 모델을 보충할 수도 있다. 예를 들면, 외적 특징을 알고 있다면, 사용자의 발의 예측되는 뼈 구조가 통계적 형상 모델을 이용하여 모델 내에 형성될 수 있다. 마찬가지로, 사용자의 신체 부분의 내부 특징만을 알고 있는 경우(예를 들면, X레이 데이터에 의해), 사용자의 발의 예측 가능한 외부 구조가 통계적 형상 모델을 이용하여 모델 내에 형성될 수도 있다.

모델 설계 요소(122)는 예를 들며 데이터 저장 장치(140)로부터 통계적 데이터에 접속할 수 있다. 게다가, 모델 설계 요소(122) 또는 신발류 설계 요소(124)가 수신된 사용자 특정 데이터에 기초하여 통계적 데이터를 생성하고 생성된 통계적 데이터를 로컬 저장 장치에 또는 데이터 저장 장치(140)에 저장할 수 있다.

사용자의 신체 부분(예를 들면, 발)의 특정 속성에 관한 분류는 사용자 특정 데이터를 수신하여 사용자의 신체 부분의 모델을 설계하는 과정 중에 이루어질 수 있다. 예를 들면, 감압 패드에서의 사용자의 발의 정적 또는 동적 압력이 "족궁 지수(arch index)"를 생성하는 데에 이용될 수 있다. 또한, 결정된 족궁 지수는 사용자의 발을 복수의 해부학적 표준 "족궁 형태" 중 하나로 분류하는 데에 이용될 수 있다.

예를 들면, 전족, 중족 및 뒤꿈치의 접촉 면적(이하에서, A, B 및 C로 각각 칭함)을 측정하여 이하의 식에 따라 "족궁 지수(AI)"를 결정할 수 있다. B/(A+B+C)=AI. 이 식에 기초하여, 사용자의 족궁 형태는 아래의 예시적인 카테고리와 같은 카테고리로 분류될 수 있다.

중증 고족궁 발(Heavy High Arch Foot)	0% <AI <7%
고족궁 발(High Arch Foot)	7% <AI <14%
경증 고족궁 발(Light High Arch Foot)	14% <AI <21%
보통 발(Normal Foot)	21% <AI <28%
경증 평발(Light Flat Foot)	28% <AI <35%
평발(Flat Foot)	35% <AI <42%
중증 평발(Heavy Flat Foot)	42% <AI <100%

모델 설계 요소(122)는 사용자 특정 신체 부분 모델을 위한 시작점으로서 이용하도록 된 2D 또는 3D 모델 등의 신체 부분 템플릿을 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 그 템플릿은 통계적 형상 모델에 기초할 수 있지만, 다른 경우에는 템플릿이 개별적으로 설계될 수도 있다. 템플릿은 사용자 특정 데이터가 엉성하거나 부정확한 경우에 유용할 수 있다.

신발류 설계 요소(124)는 사용자 특정 정적 및 동적 데이터, 모델 데이터, 분류 데이터 등의 수신된 데이터를 이용하여, 맞춤형 신발류 모델을 설계할 수 있다.

몇몇 예에서, 신발류 설계 요소(124)는 안창, 중창 또는 바깥창 등의 맞춤형 신발류 부분을 생성할 수 있다. 게다가, 맞춤형 신발류 부분의 설계는 신발류 설계 모델에 기초하여 신발류의 기계학적 거동에 영향을 주도록 마이크로구조체 등의 교정 피처의 하나 이상의 형태를 포함할 수 있다. 이러한 식으로, 맞춤형 신발류는, 예를 들면, 사용자의 발의 생체기계학적 기능을 교정 또는 개선시키도록 설계될 수 있다. 추가로, 신발류 설계 요소(124)는 신발류를 제조할 때에 이용될 적절한 재료를 결정하거나 그 재료의 범위를 제안할 수 있다.

예를 들면, 신발류 설계 요소(124)는 안창의 특정 부분을 강화하는 한편 안창의 다른 부분에서의 특정 방향으로의 굴곡을 촉진시키는 마이크로구조체를 포함하는 맞춤형 안창을 설계하는 데에 이용될 수 있다. 그리고, 그 맞춤형 안창은 그 물리적 특징(예를 들면, 강도, 탄성, 중량 등)에 대해 선택된 특정 재료로 제조될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 신발류 설계 요소(124)는 그 설계를 검증 및 인증하기 위해 신발류 설계 모델에 대한 테스트를 수행할 수 있다. 예를 들면, 신발류 설계 요소(124)는 다양한 교정 피처의 원하는 효과를 검증하고 모델 설계를 전체적으로 인증하기 위해 픽스드 엘리멘트 분석(Fixed Element Analysis: FEA)을 수행할 수 있다. 이러한 식으로, 신발류 설계 모델이 실제 신발을 제조하기 전에 가상 환경에서 철저히 테스트될 수 있다.

신발류 설계 요소(124)는 신발류 설계 모델을 위한 시작점으로서 이용하도록 된 2D 또는 3D 모델 등의 신발류 템플릿을 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 그 템플릿은 통계적 형상 모델에 기초할 수 있지만, 다른 경우에는 템플릿이 개별적으로 설계될 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 신발류 설계 요소(124)는 모델 설계 요소(122)에 의해 생성된 모델 등의 사용자 발의 하나 이상의 모델에 기초하여 신발류 설계를 자동적으로 생성하도록 구성된 프로그래밍을 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 신발류 설계 요소(124)는 발 등의 사용자의 신체 부분의 모델을 처리하여, 예를 들면 질환을 치료하거나 질환을 방지하거나 성능을 개선시키기 위해 맞춤형 신발류 설계를 통해 적용되어야 하는 하나 이상의 교정을 결정할 수 있다. 신발류 설계를 자동적으로 생성하는 데에 이용되는 프로그래밍은 적절한 맞춤형 신발류 설계를 결정하기 위해 사용자 특정 데이터는 물론 인구 데이터 등의 통계적 데이터에 의존할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 신발류 설계 요소(124)는 조작자가 본체, 안창, 중창 및 바깥창 등의 설계될 다양한 신발류 부분을 선택하게 할 수 있는 한편, 다른 실시예에서는 신발류 설계 요소(124)가 프로그래밍에 기초하여 자동적으로 결정할 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 신발류 설계 요소(124)는 완전 자동이라기보다는 반자동이다. 그러한 실시예에서, 신발류 설계 요소(124)는 예를 들면 자동적으로 템플릿 디자인을 선택하여 그에 특정 교정 피처를 적용할 수는 있지만, 설계에 관한 조작자의 입력을 요구하기 위해 설계 과정 중 미리 정해진 시점에 멈출 수도 있다.

다른 실시예에서, 신발류 설계 요소(124)는 맞춤형 신발류 설계를 생성하기 위해 설계자가 수작업으로 이용할 수도 있다. 그러한 실시예에서, 설계자는 어느 부분을 설계할지 등과 같은 그 신발류 설계를 위한 각종 옵션과, 그 부분에 이용될 교정 피처를 비롯한 그 부분과 관련된 특징을 선정할 수 있다. 게다가, 안창과 같은 신발류 부분은 그 신발류 설계를 위해 하나 이상의 구역으로 더욱 세분될 수 있다. 그리고, 각 구역은 발의 생체기계하적 특성을 교정, 개선 또는 기타 방식으로 변경하도록 설계된 개별 특징을 구비할 수 있다.

신발류 설계 요소(124)는 예를 들면 CAD 또는 CAM 소프트웨어일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 신발류 설계 요소(124)는 본체, 안창, 중창 또는 바깥창 등의 맞춤형 신발류 부분을 설계하도록 구성된 전문 CAD 또는 CAM 소프트웨어일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 모델 설계 요소(122) 및 신발류 설계 요소(124)는 단일 소프트웨어가 두 기능 모두를 수행하는 경우와 같이 통합된다. 다른 경우, 각 요소는 별개의 모듈일 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 데이터 처리 시스템(120)은 모델 데이터 처리 요소(도시 생략)를 포함할 수 있고, 이 모델 데이터 처리 요소는, 적층 제조 방식으로 제조될 대상 물체의 표면을 획정하는 데에 이용되는 하나 이상의 특징을 나타내는 표면 전구체 데이터(surface precursor data)를 처리하는 것을 포함한 모델 데이터를 처리하는 방법을 수행하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 그 방법은 추가적으로, 처리된 표면 전구체 데이터에 기초하여 적층 제조 방식으로 제조될 대상 물체의 적어도 일부분의 표면을 나타내는 표면 데이터를 생성하는 것; 및 적층 제조 방식으로 제조될 대상 물체의 적어도 하나의 슬라이스에 상응하는 슬라이스 데이터를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 상기한 실시예들은 물론 기타 관련 실시예가 "Data Processing"라는 명칭의 영국 특허 출원 GB 1314421.7에 개시되어 있으며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.

표면 전구체 데이터는 적층 제조 방식으로 제조될 대상 물체의 표면을 획정하는 데에 이용되는 적어도 하나의 특징을 암시할 수 있다. 구체적으로, 획정될 표면은 표면적과 3D 공간 내에서의 형태를 갖는다. 따라서, 표면 전구체 데이터는 그 표면을 획정하는 데에 이용될 적어도 하나의 전구체는 정의하고 대상 물체의 표면은 직접적으로 나타내지 않을 수 있는 데이터일 수 있다. 하지만, 표면 전구체 데이터는 대상 물체의 전체 표면 또는 그 일부를 계산하는 데에 이용될 수도 있다. 이와 같이, 표면 전구체 데이터는 적층 제조 방식으로 제조될 대상 물체의 적어도 일부분의 표면을 간접적으로 획정하도록 고려될 수 있다. 특히, 단지 표면의 윤곽을 획정하는 라인은, 그 윤곽 라인이 소정 표면적을 갖는 표면을 획정하지 못한다면 대상 물체의 표면을 획정할 수 없다.

표면 전구체를 이용하면, 적층 제조 방식으로 제조될 대상 물체를 나타내는 데이터 파일의 사이즈를 당업계에 공지된 STL 또는 AMF 등의 기타 데이터 포맷과 비교해 감소시킬 수 있다. 적층 제조를 위한 대상 물체를 나타내는 데이터 파일의 사이즈를 감소시키면, 데이터 네트워크(예를 들면, 데이터 처리 시스템(120)과 제조 시스템(130) 간에)에 걸친 전송 속도 및 효율을 증가시킬 수 있다. 게다가, 컴퓨터의 하드웨어 요건과 이용 가능한 대역폭 등의 네트워크 요건이 감소된 데이터 파일 사이즈의 결과로 감소될 수 있어 유리하다. 마지막으로, 데이터 파일의 사이즈를 감소시키면, 예를 들면 적층 제조 장치(134) 등의 적층 제조 장치를 명령하기 위한 슬라이스 데이터를 생성하기 위해 데이트 파일을 처리하는 속도 및 효율을 (STL 및 AMF 포맷 등의 공지의 데이터 포맷과 비교해) 증가시킬 수 있다.

특히, 표면 전구체 데이터를 이용하면, 적층 제조 방식으로 제조될 대상 물체가 다공성 구조체, 메쉬 구조체, 격자 구조체 및 복잡한 표면 디테일을 갖는 구조체 등의 복잡한 구조체를 포함하는 경우에 그 물체를 나타내는 데이터 파일의 사이즈도 감소시킬 수 있다. STL 및 AMF 등의 공지의 데이터 포맷에서, 적층 제조 방식으로 제조될 대상 물체의 표면의 형태는 삼각형 메쉬, 즉 복수의 모자이크식 삼각형을 나타내는 데이터에 의해 직접적으로 표시된다. 대상 물체의 표면은 그 물체의 임의의 부분의 크기를 획정하는 표면적이라는 점을 유념해야 한다. 따라서, 그 표면은 대상 물체의 외면과, 예를 들어 그 물체 내의 공동 또는 다공성 구조를 획정하는 물체의 내면을 획정할 수 있다. 다공성 구조체의 표면 등의 보다 복잡한 표면을 획정하기 위해, 공지의 방법에서는 보다 작은 삼각형을 이용하여, 복잡한 표면을 나타내는 데에 필요한 증가된 입도(granularity)를 제공한다. 보다 복잡한 표면을 획정하는 데에 보다 작은 삼각형을 이용하게 되면, 대상 물체의 임의의 표면을 획정하는 데에 필요한 삼각형의 개수가 더 많아진다. STL 및 AMF 등의 공지의 데이터 포맷에서, 삼각형 메쉬의 각 삼각형은 그 삼각형의 3개의 꼭짓점 각각의 좌표 데이터에 의해 인코딩된다. 따라서, 복잡한 표면을 표시하기 위해 많은 수의 작은 삼각형을 결정하는 경우, 얻어지는 데이터 파일의 사이즈는 실제로 전송 및/또는 처리하기에는 너무 커질 수 있다.

몇몇 실시예에서, 데이터 처리 시스템(120)은 휴대형으로 맞춤형 신발류 시스템(100)의 다른 요소들과는 별개로 이루어지는 반면, 다른 실시예에서는 일체형일 수도 있다. 예를 들면, 데이터 처리 시스템(120)은 휴대 가능한 랩탑 컴퓨터 등의 컴퓨터 시스템일 수 있다. 다른 실시예에서, 데이터 처리 시스템(120)은 맞춤형 신발류 시스템(100)의 다른 요소들로부터 멀리 떨어질 수 있다. 예를 들면, 데이터 처리 시스템(120)은 데이터 링크를 통해 데이터를 수신하고 그 데이터를 원격으로 처리하는 원격 서버일 수 있다.

데이터 처리 시스템(120)은 로컬 데이터 저장 장치(도시 생략)를 포함하거나 및/또는 데이터 저장 장치(140) 등의 원격 데이터 저장 장치에 대한 접속 수단을 포함할 수 있다. 모델 설계 요소(122)의 출력(예를 들면, 사용자 특정 신체 부분 모델) 및 신발류 설계 요소의 출력(예를 들면, 맞춤형 신발류 모델)은 데이터 저장 장치(140)에 저장될 수 있다.

데이터 처리 시스템(120)은 예를 들면 유선 또는 무선 데이터 접속을 통해 맞춤형 신발류 시스템(100)의 다른 요소들과 데이터 통신할 수 있다. 예를 들면, 데이터 처리 시스템(120)이 휴대형으로 맞춤형 신발류 시스템(100)의 다른 요소들과는 별개로 이루어진 실시예에서, 데이터 처리 시스템(120)은 인터넷 등의 네트워크 접속을 통해 그 요소들에 연결되어 데이터를 공유할 수 있다. 대신에, 다른 실시예에서는 그 접속이 다양한 요소들 간에 애드훅(ad-hoc) 방식으로 이루어질 수도 있다.

제조 시스템(130)은 제어기(132) 및 적층 제조 장치(134)를 포함할 수 있다. 제조 시스템(130)은 맞춤형 신발이나 안창, 중창 및 바깥창 등의 맞춤형 신발류 부분을 제조하기 위해 데이터 처리 시스템(120)으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들면, 제조 시스템(130)은 데이터 처리 시스템(120)으로부터 "STL" 또는 "PLY" 포맷 파일 형태의 맞춤형 신발류 설계 데이터를 수신할 수 있고, 이들 데이터는 적층 제조 장치(134)를 구동하도록 제어기(132)에 의해 해석될 수 있다. 제조 시스템(130)은 도 7을 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명할 것이다.

특히, 도 1에서는 데이터 수집 시스템(110), 데이터 처리 시스템(120), 제조 시스템(130) 및 데이터 저장 장치(140) 간에 도시된 데이터 통신 라인만이 표시되어 있다. 맞춤형 신발류 시스템(100)의 다양한 요소들 간의 데이터 통신 경로는 직접 또는 간접적일 수 있고, 단일 또는 복수의 네트워크를 통과할 수 있고, 중개 장치를 포함할 수 있고, 유선 또는 무선일 수 있고, 상이한 프로토콜을 이용할 수 있고, 상이한 매체를 이용하는 등이 가능하다. 게다가, 데이터 통신 경로는 일방향이거나, 데이터를 다양한 요소들 간에 공유할 수 있도록 양방향일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 도 1에 도시한 맞춤형 신발류 시스템(110)의 요소들은 단일 시스템 내에 통합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 사용자는 모두 동일한 장소에서 스캐닝(예를 들면, 이미지 센서를 이용하여) 및 테스트(예를 들면, 감압 패드를 이용하여) 받고, 이어서 맞춤형 신발류 또는 본체, 안창, 중창 또는 바깥창 등의 맞춤형 신발류 부분을 제공받을 수 있다. 그러한 실시예에서, 조작자는 맞춤형 신발류의 설계에 가담하거나, 적어도 그 설계를 인증하기 위해 존재할 수 있다. 하지만, 다른 실시예에서, 전체 프로세스가 자동화될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예에서, 전체 맞춤형 신발류 시스템(100)은 신발류 상점, 스포츠 용품점 등의 키오스크(kiosk) 등일 수 있다.

다른 실시예에서, 맞춤형 신발류 시스템(100)의 요소들은 분리되어 있을 수 있다. 예를 들면, 데이터 수집 시스템(110)이 데이터 처리 시스템(120) 및 제조 시스템(13)으로부터 분리될 수 있다(후자의 두 시스템은 일체형이거나 함께 위치할 수도 있다). 예를 들면, 키오스크 등은 다른 장소에 있는 데이터 처리 시스템(120) 및 제조 시스템(130)과 데이터 통신하는 이미지 센서 및 감압 패드 등의 다양한 센서를 포함한 데이터 수집 시스템을 포함할 수 있다. 특히, 특정 실시예에서 다양한 요소들이 물리적으로 분리될 수 있지만, 사용자가 동일한 장소에서 스캐닝을 받고 맞춤형 신발을 제공받을 수 있도록 하기 위해, 그 요소들은 여전히 신발류 상점 등의 특정 장소에 함께 위치할 수도 있다.

또 다른 실시예에서, 데이터 수집 시스템(110)과 제조 시스템(130)이 함께 위치할 수 있는 한편, 데이터 처리 시스템(120)은 별도의 장소에 있을 수 있다. 데이터 처리 시스템(120)에 의해 수행되는 복잡한 처리로 인해, 데이터 처리 시스템(120)을 데이터 수집 시스템(110) 및 제조 시스템으로부터 원격 서버 위치 등과 같이 떨어져 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 신발류 상점이 데이터 수집 시스템(110) 및 제조 시스템(130)을 동일한 장소에 구비할 수 있는 한편, 데이터 처리 시스템(그리고 어쩌면 그 조작자도)은 완전히 다른 장소에 위치시킬 수도 있다. 이러한 식으로, 맞춤형 신발류의 판매자는 각 요소와 관련한 비용 및 공간을 억제할 수 있고, 단지 맞춤형 신발류 시스템(100) 중 사용자에게 가장 편리한 요소들만 구비할 수 있다. 그러한 실시예는 맞춤형 신발류 시스템의 공급 업자가 상이한 장비 분포 및 판매 모델을 이용할 수 있게 한다. 예를 들면, 맞춤형 신발류 시스템의 공급 업자는, 데이터 수집 시스템과 같은 그 시스템의 특정 요소를 판매하는 한편, 데이터 처리 시스템 등의 다른 요소에 대해 가입 모델(subscription model)을 제공할 수 있다. 궁극적으로, 맞춤형 신발류 시스템(100)은 그 시스템의 특정 최종 사용자에 대해 필요에 따라 일체형이거나 모듈형일 수 있다.

도 2는 본체, 안창, 중창 또는 바깥창 등의 맞춤형 신발류를 설계하는 방법(200)을 도시하고 있다.

그 방법(200)은 사용자 특정 데이터를 수신하는 단계(202)로 시작한다. 전술한 바와 같이, 사용자 특정 데이터는 정적 또는 동적 사용자 특정 데이터를 포함할 수 있다. 그리고, 사용자 특정 데이터는 예를 들면 도 1을 참조하여 설명한 데이터 수집 시스템(110) 등의 데이터 수집 시스템으로부터 수신할 수 있다.

이어서, 방법(200)은 통계적 데이터를 수신하는 단계(204)로 진행한다. 전술한 바와 같이, 통계적 데이터는 예를 들면 인구 데이터에 기초한 상이한 해부학적 특징들의 통계적 형상 모델을 포함할 수 있다. 하지만, 다른 통계적 데이터도 가능하다. 예를 들면, 이미 알고 있는 사용자의 신발 사이즈에 기초한 기본적인 치수가 이용될 수 있다.

이어서, 방법(200)은 사용자 모델을 생성하는 단계(206)로 진행한다. 전술한 바와 같이, 사용자 모델은 사용자의 발 등의 사용자의 신체 부분의 2D 또는 3D 모델일 수 있다. 사용자 모델은 단계(202)에서 수신된 사용자 특정 데이터와 단계(204)에서 수신된 통계적 데이터 전부 또는 그 일부에 기초할 수 있다. 신뢰성 있는 사용자 특정 데이터가 수신되더라도 극히 적은 경우 등의 몇몇 실시예에서, 사용자 모델은 주로 통계적 데이터 또는 템플릿 또는 이들 둘 모두에 기초하여 생성될 수 있다.

단계(206)에서 생성된 사용자 모델은 단순히 2D 또는 3D 형성 데이터 이외에 수많은 추가적인 특징들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 그 사용자 모델은 압력 데이터 등의 정적 또는 동적 데이터로 보충할 수 있다. 이러한 데이터는 사용자를 위해 적절한 맞춤형 신발류가 설계될 수 있도록 그 모델을 향상시킬 수 있다.

이어서, 방법(200)은 사용자 특정 이슈 또는 문제점을 사용자 모델에 기초하여 확인하는 단계(208)로 진행한다.

몇몇 실시예에서, 사용자 특정 문제점은 사용자 모델의 예를 들면 발 등의 신체 부분의 이상적 모델과의 비교에 기초하여 결정된다. 사용자 모델은 형상 모델과 비교될 뿐만 아니라, 성능 모델(예를 들면, 이상적 압력 분포 모델)과 비교될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 사용자 모델은 "이상적" 동적 데이터와 비교되는 동적 데이터(예를 들면, 발걸음 모델)를 포함한다. 다른 실시예에서, 사용자 모델은 잠재적 문제점을 확인하기 위해 템플릿 또는 통계적 형상 모델과 비교될 수도 있다. 회내, 회외, 건막류, 오정렬, 평발, 족궁 문제, 성능 문제 등의 문제점이 사용자 모델에 기초하여 확인될 수 있다.

다른 실시예에서, 사용자 특정 문제점은 예를 들며 훈련된 기술자, 정형외과 의사 등에 의한 사용자 모델의 수작업에 의한 검토에 기초하여 확인될 수 있다. 이러한 시나리오에서, 그 문제점들은 수작업으로 확인될 수 있지만, 그 결과에 따른 교정 피처는 자동적으로 생성될 수 있다.

방법(200)은 이어서 단계(208)에서 확인된 사용자 특정 문제점 중 하나 이상을 해결하기 위해 교정 피처를 결정하는 단계(210)로 진행한다. 전술한 바와 같이, 마이크로구조체를 비롯한 수많은 형태의 교정 구조체가 교정용 신발류를 설계하는 데에 이용될 수 있다.

예를 들면, 적절한 마이크로구조체가 선택된 방향으로의 원치 않는 운동은 방지하면서 다른 방향으로의 자유로운 운동은 허용하도록 결정될 수 있다. 마찬가지로, 신발류 부분의 다양한 구역에 대한 두께 조절이 보다 균일한 지지를 제공하도록 결정될 수 있다. 전술한 바와 같은 기타 교정 피처도 결정될 수 있다.

이어서, 방법(200)은 맞춤형 신발류 모델을 생성하는 단계(212)로 진행한다. 예를 들면, 맞춤형 신발류 모델은 예를 들면, 본체, 안창, 중창 및 바깥창 등의 신발류 부분을 포함할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 맞춤형 신발류 모델은 초기에는 기본적인 사용자 특정 데이터에 기초하여 부분적으로만 맞춤화할 수 있는 신발류 템플릿일 수 있다. 예를 들면, 맞춤형 신발류 모델은 특정 신발 사이즈를 갖는 사용자에 대한 본체, 안창, 중창 또는 바깥창 템플릿으로서 시작할 수 있다. 그 템플릿은 이어서 예를 들면 단계(210)에서 결정된 교정 구조체 중 하나 이상을 포함하도록 더욱 맞춤화할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 초기 템플릿은 전술한 족궁의 다양한 형태의 해부학적 형태들의 특정 분류 또는 카테고리화에 기초할 수 있다. 사용자의 신체 부분과 관련한 그러한 분류 또는 카테고리화는 템플릿에 기초한 초기 모델의 속도 및 정확도를 증가시킬 수 있다.

다른 실시예에서, 맞춤형 신발류 모델은 템플릿으로부터 생성하기 보다는, 사용자 특정 데이터에 기초하여 거의 완전하게 생성될 수도 있다. 이는 종합적인 사용자 특정 데이터가 특정 사용자에 대해 존재하는 경우일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 맞춤형 신발류 모델은 적절한 소프트웨어에 의해 자동적으로 생성된다. 다른 실시예에서, 맞춤형 신발류 모델은 반자동 또는 완전 수작업으로 생성될 수도 있다.

이어서, 방법(200)은 본체, 안창, 중창 또는 바깥창 등의 맞춤형 신발류를 제조하는 최종 단계(214)로 진행한다.

몇몇 실시예에서, 맞춤형 신발류는 전술한 것이나 당업계에 공지된 다른 것 등의 적층 제조 기법을 이용하여 제조된다. 전술한 바와 같이, 제조된 맞춤형 신발류는 사용자 특정 문제점을 해결할 뿐만 아니라, 부상 및 발 질환을 방지하거나 심지어는 생체기계학적 성능(예를 들면, 운동선수에 대해)을 개선시키는 데에 도움을 준다.

도 3a는 도 1에 도시한 데이터 수집 시스템(110) 등의 예시적인 데이터 수집 시스템의 그래픽 사용자 인터페이스를 도시한다. 도 1에서, 동적 사용자 특정 발 압력 데이터(302)가 그래픽 사용자 인터페이스에 표시된다. 이 실시예에서, 압력 데이터(302)는 특정 시점에 감압 패드에 가해진 압력을 나타낸다. 이 실시예에서, 압력 데이터는 특정 색상이 다른 색상보다 높은 압력을 나타내도록 색상 코드화 된다.

도 3a는 특정 시점에 사용자 발에 의해 감압 패드에 가해진 평균 압력의 중앙점 및 방향을 나타내는 결정된 벡터(304)를 도시한다.

도 3a는 시간에 대해 인덱싱된 동적 압력 데이터(306)를 도시한다. 이 데이터는 사용자의 동적 운동 시에 압력이 최대로 되는 곳을 확인하여, 그 최대 압력점들을 감소시키도록 교정 구조체를 설계하는 데에 유용할 수 있다. 결정된 벡터는 사용자의 보폭(stride) 및 발걸음(footfall)의 정렬 상태를 결정하거나 사용자의 스텝의 밸런스 특성을 결정하는 데에 유용할 수 있다.

도 3a는 평균 동적 데이터(308)도 도시한다. 평균 동적 데이터는 많은 수의 스텝에 대한 감압 패드 상에서의 사용자의 발의 평균 압력을 보여준다. 특히, "핫 스폿"(310)(즉, 상대적으로 높은 압력의 영역)이 평균 동적 데이터(308)를 검토함으로써 결정된다. 핫 스폿(310)은 도 2의 단계(208)에 대해 설명한 바와 같은 사용자 특정 문제점으로서 인정될 수 있다.

도 3a에 도시한 사용자 특정 데이터는 예를 들면, 도 1에 도시한 데이터 처리 시스템(120) 등의 데이터 처리 시스템에 전송되어 사용자 모델을 생성 또는 보충하도록 그 시스템에 의해 이용될 수 있다.

도 3b는 도 1에 도시한 데이터 처리 시스템(120)의 신발류 설계 요소(124)와 같은 예시적인 신발류 설계 요소의 그래픽 사용자 인터페이스를 도시한다. 구체적으로, 도 3b는 복수의 구역(예를 들면, 구역(314))을 포함한 예시적인 신발류 부분(312)(여기서는 안창)을 도시한다. 신발류 부분(312)은 두께 증가 부분(경사각(316)으로 표시) 등의 교정 피처를 포함한다.

특히, 도 3b는 신발류 설계 요소의 단일 실시예이다. 보다 종합적인 설계 능력을 갖는 다른 실시예들도 예상할 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 편안함을 개선시키고 부상을 감소시키도록 의도된 교정 피처를 포함하는, 동적 사용자 특정 데이터에 기초하여 설계된 예시적인 중창을 도시한다. 구체적으로, 도 4a는 걷고 달릴 때에 발의 뒤꿈치 부분에서 착지하는 경향이 있는 사용자의 중창(신발류 부분)을 도시한다. 따라서, 도 4a의 중창은 최적의 충격 흡수를 위해 뒤꿈치 부분에 점탄성 부재(402)(교정 피처)를 포함한다.

도 4b는 걷고 달릴 때에 발의 중앙 부분에서 착지하는 경향이 있는 사용자의 중창(신발류 부분)을 도시한다. 따라서, 도 4b의 중창은 발걸음의 충격을 분포시키도록 뒤꿈치 부분과 전족부에 점탄성 부재(402, 404)(교정 피처)를 포함한다.

도 4c는 걷고 달릴 때에 발의 전족부(또는 발가락 부분)에서 착지하는 경향이 있는 사용자의 중창(신발류 부분)을 도시한다. 따라서, 도 4c의 중창은 최적의 충격 흡수를 위해 전족부에 점탄성 부재(404)(교정 피처)를 포함한다.

도 4a 내지 도 4c와 관련하여, 중창의 기본 두께(406)는 예를 들면, 신발류의 의도한 용도(특히, 달리기 속도), 사용자의 체중, 전족부의 하중, 국부적 교정에 대한 필요성 및 사용자의 착지 패턴에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 중창의 두께는 뒤꿈치에서부터 중족부로 나아가서는 전족부로 가면서 달리할 수도 있다.

추가로, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 중창의 뒤꿈치(408)의 높이 및 상응하는 힐 드롭(heel drop)(즉, 뒤꿈치 부분과 전족부 간의 높이 차)이 전술한 파라미터는 물론, 사용자의 서 있는 자세에서의 회내 때는 회외의 정도 등의 기타 파라미터에 기초하여 결정될 수 있다. 마찬가지로, 중창의 비드 드롭(bead drop)(즉, 중족부와 전족부 간의 높이 차)이 사용자의 착지 패턴, 사용자의 원하는 달리기 속도 또는 당업계에 공지된 기타 특징에 기초하여 결정될 수 있다.

예를 들면, 뒤꿈치에서 주로 착지하는 사용자는 중족부에서 주로 착지하는 사용자와 비교해 보다 낮은 힐 드롭이 유리할 수 있다. 그리고, 중족부에서 주로 착지하는 사용자는 전족부에서 주로 착지하는 사용자보다 낮은 힐 드롭을 요구할 수 있다. 다른 예로서, 비드 드롭은 목표로 하는 사용자의 걷기 또는 달리기 속도에 기초하여 증가될 수 있다.

마지막으로, "로커(rocker)"(즉, 밑창이 롤(roll) 중에 지면과 접촉하는 것을 보장하는 밑창의 전방부 아래의 리세스)의 높이는 사용자가 주로 달리기 또는 걷기를 주로 하는 사람인지 등의 사용자의 특성 및 기호에 기초하여 결정될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 복수의 영역 또는 "구역"(예를 들면, 502, 504, 506, 및 506)을 포함하는 안창(신발류 부분)을 도시한다. 도시한 실시예에서, 각 구역은 각 구역에서의 신발류 부분의 기계학적 특성을 달리하기 위해 상이한 마이크로구조체를 포함한다. 예를 들면, 마이크로구조체는 각 특정 구역의 경도, 압축성, 탄성, 굽힘성 등에 기여할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나의 구역은 동일 또는 상이한 형태의 많은 수의 마이크로구조체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 하나의 구역은 단일 마이크로구조체를 포함할 수 있다.

도 5a 및 도 5b에서, 다양한 구역은 사용자 특정 데이터(예를 들면, 해부학적 특성 및 발의 동적 측정값) 등에 기초하여 결정될 수 있다. 특히, 도 5a 및 도 5b의 실시예는 뼈, 관절, 근육, 힘줄 등에 대한 발의 충격을 최소화하도록 설계되었다(예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같은 신발류 설계 요소를 이용하여). 또한, 다양한 구역들은 사용 시에 신발류의 기계학적 특징에 영향을 미친다. 예를 들면, 전족부 영역의 구역들은 발의 롤링을 허용하도록 상대적으로 보다 유연성을 갖는 한편, 특히 밑창의 뒤꿈치 부분의 구역들은 회전을 방지, 특히 발목의 부상을 방지하도록 측방향 회전(side-to-side rotation)을 방지할 수 있다.

도 5a 및 도 5b에 도시한 신발류 부분의 마이크로구조체 및 기타 피처는 다수의 층으로 형성될 수 있고, 각 층은 동일 또는 상이한 마이크로구조체를 포함한다. 신발류 부분을 불균일 층들로 설계함으로써, 단일의 균일하게 분포된 재료로 이루어진 신발류 부분과 비교해 보다 복잡한 기계학적 특징(예를 들면, 압축, 굴곡 등)이 얻어질 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 상이한 각도(대략 위와 아래)에서 본 적층 제조 방식으로 제조된 맞춤형 신발류 부분(600)을 도시한다. 맞춤형 신발류 부분(600)은 도 1의 데이터 수집 시스템(110)과 관련하여 전술한 바와 같은 사용자 특정 데이터에 기초한다. 맞춤형 신발류 부분(600)의 설계는 도 1을 참조하여 설명하고 도시한 바와 같은 데이터 처리 시스템에 의해 생성된다. 마지막으로, 맞춤형 신발류 부분(600)은 도 1 및 도 7을 참조하여 설명하고 도시한 적층 제조 시스템 등과 함께 전술한 기법 등을 이용하여 적층 제조 방식으로 제조된다.

맞춤형 신발류 부분(600)은 교정 피처를 포함한다. 예를 들면, 맞춤형 신발류 부분(600)의 전체 두께는 사용자의 체중 분배에 영향을 주고 발의 적절한 운동 및 편안함을 촉진시키도록 의도적으로 변화시켰다. 또한, 맞춤형 신발류 부분(600)은 설계된 방향으로의 굽힘을 촉진시키고 다른 방향으로의 굽힘은 저해하는 리브(602)(도 6a 참조)를 포함한다. 마지막으로, 맞춤형 신발류 부분은 또한 교정용 마이크로구조체(604)(도 6b 참조)를 포함한다.

도 6b에 도시한 바와 같이, 마이크로구조체(604)는 예를 들면 전술한 적층 제조 기법을 이용하여 한 층씩 생성된 복잡한 3D 셀형 구조체이다. 도 6b에 도시한 실시예에서, 마이크로구조체의 축선은 맞춤형 신발류 부분(600)의 내비틀림성에 영향을 주도록 배향된다.

몇몇 실시예에서, 마이크로구조체의 축선들은 맞춤형 신발류 부분의 각 영역 또는 구역에서 평행할 필요는 없다. 예를 들면, 몇몇 실시예에서, 마이크로구조체의 축선들은 뒤꿈치 영역의 점 등의 공통의 점에서부터 부채 모양으로 펼쳐질 수 있다.

도 7은 도 6a 및 도 6b에 도시한 맞춤형 신발류 부분 등의 맞춤형 신발류를 제조하기 위해, SLA, SLS, SLM 및 기타 당업계에 공지된 기법 등의 적층 제조 기법을 수행하도록 구성될 수 있는 예시적인 적층 제조 장치를 도시한다.

적층 제조 장치(700)는 에미터(720), 스캐너(730) 및 플랫폼(740)과 데이터 통신하는 제어기(710)를 포함한다. 특히, FDM을 수행하는 유사한 적층 제조 장치는 에미터(720) 및 스캐너(730)가 압출 노즐 및 관련 기계적 제어부로 대체될 수 있다.

제어기(710)는 예를 들면 적층 제조 장치(700)를 작동시키기 위한 소프트웨어를 갖는 컴퓨터 시스템일 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(710)는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 반도체(application-specific integrated circuit: ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 또는 기타 프로그래머블 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트 또는 당업자에게 공지된 바와 같은 본 명세서에서 설명한 기능을 수행하도록 설계된 임의의 적절한 조합으로서 구현될 수 있다.

이전과 마찬가지로, 도 7에서는 제어기(710)와, 에미터(720), 스캐너(730) 및 플랫폼(740) 간의 도시된 데이터 통신 라인만이 표시되어 있다.

제어기(710)는 에미터(720)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어기(710)는 에미터를 온 오프 시키기 위해 에미터(720)에 데이터 신호를 송신할 수 있다. 추가로, 제어기(710)는 에미터(720)의 출력을 제어할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제어기(710)는 동일 적층 제조 장치(700)에서의 복수의 에미터(720)를 제어할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 에미터(720)는 추가로 제어기(710)로 다시 데이터를 송신할 수 있다. 예를 들면, 에미터(720)는 파워 출력, 파워 사용, 온도 및 기타 당업계에 공지된 작동 파라미터 등의 작동 파라미터를 송신할 수 있다. 에미터(720)의 작동 파라미터는 대상 물체(750)의 처리를 추가로 제어 또는 최적화하도록 제어기(710)에 의해 이용될 수 있다.

제어기(710)는 또한 스캐너(730)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어기(710)는 광학 소자(734)의 선택, 조작, 아티큘레이션(articulation), 인게이지먼트(engagement) 또는 기타 사용을 야기할 수 있다. 예를 들면, 제어기(710)는 얻어지는 비임(736)의 크기 또는 얻어지는 비임 스폿(738)의 크기에 영향을 주도록 집속 렌즈 소자를 이동시킬 수 있다. 또한, 제어기(710)는 미러 또는 유사한 광학 소자가 얻어지는 비임(736)을 상이한 방향 및 대상 물체(750)의 상이한 위치 상으로 재배향시키게 할 수 있다. 또 다른 예로서, 제어기(710)는 셔터 또는 유사한 광학 소자가 에미터(720)가 활성화 상태에 있는 중이더라도 얻어지는 비임(736)을 마스킹하게 할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제어기(710)는 스캐너(730)로부터 데이터를 다시 수신할 수도 있다. 예를 들면, 스캐너(730)는 파워 출력, 파워 사용, 온도, 비임 사이즈 선택, 비임 출력, 비임 방향, 비임 스폿 위치, 광학 소자의 위치, 광학 소자의 상태, 및 기타 당업계에 공지된 작동 파라미터 등의 작동 파라미터를 송신할 수 있다. 에미터(720)의 작동 파라미터는 대상 물체(750)의 처리를 추가로 제어 또는 최적화하도록 제어기(710)에 의해 이용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제어기(710)는 스캐너(730)의 일부일 수 있다.

제어기(710)는 또한 플랫폼(740)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어기(710)는 플랫폼(740)을 하나 이상의 차원(예를 들면, 상하 또는 측방향)으로 이동시킬 수 있다. 제어기(710)는, 위치, 온도, 중량, 근접도 및 기타 당업자에게 공지된 데이터 등의 작동 데이터를 플랫폼(740)으로부터 수신할 수 있다. 제어기(170)는 스캐너(730)가 대상 물체(750)에 한 층씩 재료를 추가하게 처리할 수 있도록 한 번에 대상 물체(750)의 한 층씩 증분식으로 이동시킬 수 있다. 대상 물체(750)의 층들은 3차원 설계도면(예를 들면, 3D CAD)으로 형성되거나, 하나 이상의 2차원 단면도(예를 들면, 2D CAD)로 형성될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제어기(710)는 광학식 적층 제조 장치(700)에 의해 제조될 대상 물체의 3D CAD 도면 등의 대상 물체 설계 데이터를 저장하거나 그에 접속할 수 있다. 예를 들면, 제어기(710)는 CAD 소프트웨어 등의 대상 물체 설계 소프트웨어 및 하드웨어를 포함한 컴퓨터 시스템의 일부일 수 있다. 이러한 식으로, 제어기(710)는 에미터(720), 스캐너(730) 및 플랫폼(740)을 제어하는 한편, 대상 물체(750)를 제어하도록 대상 물체 설계 데이터에 접속할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(710)는 도 7의 데이터베이스(760) 등의 설계 데이터를 위한 저장소(repository), 데이터베이스 등에 통신 경로에 의해 연결될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제어기(710)는 예를 들면 도 1의 데이터 처리 시스템(120)으로부터 신발류 설계 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 식으로, 제어기(710)는 안창, 중창 및 바깥창 등의 맞춤형 신발류 부분을 포함한 맞춤형 신발류의 적층 제조를 지시할 수 있다.

에미터(720)는 예를 들면, 다이오드 레이저, 펄스 레이저, 파이버 레이저 또는 당업자에게 공지된 기타 형태의 레이저 등의 레이저 에미터일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 에미터(720)는 자외선 레이저, 이산화탄소 레이저, 또는 이테르븀 레이저일 수 있다. 에미터(720)는 당업자에게 공지된 다른 형태의 조사 에미터(irradiating emitter)일 수 있다.

에미터(720)는 비임, 예를 들면 레이저 비임(722)을 방사하며, 이 비임은 이어서 스캐너(730)에 의해 처리될 수 있다. 특히, 도 7에 도시하진 않았지만, 미러, 렌즈, 프리즘, 필터 등의 광학 소자가 에미터(720)와 스캐너(730) 사이에 위치할 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 에미터(720)는 스캐너(730)의 일부일 수 있다.

스캐너(730)는 광학 소자(734)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광학 소자는 렌즈, 미러, 필터, 스플리터, 프리즘, 디퓨저, 윈도우, 디스플레서 및 기타 당업에게 공지된 소자를 포함할 수 있다. 광학 소자(734)는 스캐너(730) 또는 제어기(710)에 의해 수신되는 데이터에 기초하여 고정되거나 이동 가능할 수 있다.

스캐너(730)는 또한 스캐너(730)의 작동 중에 다양한 작동 파라미터를 감지하는 센서(도시 생략)를 포함할 수 있다. 일반적으로 말해, 센서는 스캐너(730) 또는 제어기(710)에 데이터 피드백을 제공하여, 광학식 적층 제조 장치(700)의 캘리브레이션 또는 제조 성능을 개선시킬 수 있다.

예를 들면, 센서(730)는 위치 센서, 열 센서, 근접 센서 등을 포함할 수 있다. 추가로, 센서(730)는 하나 이상의 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 광학식 적층 제조 장치(700)의 조작자에게 시각적 피드백을 제공하는 데에 이용될 수 있다. 이미지 센서는 또한 예를 들면 제조될 대상 물체에 입사된 비임 스폿의 사이즈, 초점 및 위치를 캘리브레션 및 정밀한 트래킹을 위해 분석하는 데에 이용될 수도 있다. 또한, 이미지 센서는 열 감응식(예를 들면, 열 이미지 센서)일 수 있고, 처리되고 있을 때의 그 아래 놓인 재료(예를 들면, 수지)의 상태를 결정하는 데에 이용된다. 예를 들면, 열 이미지 센서는 비임 스폿 주위의 국부적 열 및/또는 처리될 재료의 경화 수준을 측정할 수 있다.

플랫폼(740)은 맞춤형 신발류일 수 있는 대상 물체(750)의 제조를 위한 이동 가능 베이스로서 기능한다. 전술한 바와 같이, 플랫폼(740)은 하나 이상의 방향으로 이동 가능하고, 제어기(710)와 같은 제어기에 의해 제어될 수 있다. 예를 들면, 플랫폼(740)은 제어기(710)에 의해 제어될 수 있고, 대상 물체(750)의 제조 중에 한번에 대상 물체(750)의 하나의 층 또는 단면씩 이동할 수 있다.

플랫폼(740)은 작동 데이터를 결정하고 그 데이터를 광학식 적층 제조 장치(700)의 제어기(710) 또는 기타 부분에 전송하는 센서를 포함할 수 있다.

플랫폼(740)은 스캐너(730)에 의해 보내진 입사 비임 스폿에 의해 처리되는 제조 재료(예를 들면, 감광성 수지)를 수용한 컨테이너 또는 용기(도시 생략)에 의해 에워싸일 수 있다. 예를 들면, 스캐너(730)가 감광성 수지의 층 위로 비임을 보내어, 그 수지가 경화되어 대상 물체(750)의 영구적 층을 형성하게 할 수 있다.

플랫폼(740)은 대상 물체(750) 등의 대상 물체를 위한 제조 베이스로서 기능하도록 적합한 강도 및 탄성의 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다.

플랫폼(740) 주변의 컨테이너 또는 용기 외에도, 적층 제조 장치(700)는 또한 제조 재료 분배 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 그 분배 요소는 대상 물체(750)의 각 층이 스캐너(730)의 작용에 의해 완성된 후에 제조 재료의 새로운 층을 분배할 수 있다.

대상 물체(750)는 SLA, SLS, SLM 및 기타 당업자에게 공지된 방법 등의 다양한 방법을 이용하여 적층 제조 장치(700)에 의해 형성된다.

도 8은 도 1의 데이터 수집 시스템(110), 데이터 처리 시스템(120) 및/또는 제조 시스템(130)과 함께 이용될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 장치(800)를 도시한다.

컴퓨팅 장치(800)는 프로세서(810)를 포함한다. 프로세서(810)는 다양한 컴퓨터 구성 요소들과 데이터 통신한다. 그 구성 요소들은 메모리(820), 입력 장치(830), 및 출력 장치(840)를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 프로세서는 또한 네트워크 인터페이스 카드(860)와 통신할 수도 있다. 개별적으로 설명하지만, 컴퓨팅 장치(800)에 대해 설명하는 기능 블록들이 서로 별개의 구조적 요소일 필요는 없다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 프로세서(810)와 네트워크 인터페이스 카드(860)는 단일 칩 또는 기판으로 구현될 수 있다.

프로세서(810)는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 반도체(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 또는 기타 프로그래머블 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트 또는 본 명세서에서 설명한 기능을 수행하도록 설계된 임의의 적절한 조합으로서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 장치의 조합, 예를 들면, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 조합한 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 실현될 수 있다.

프로세서(810)는 하나 이상의 데이터 버스를 통해 메모리(820)로부터 정보를 읽어 들이거나 그에 정보를 기록하도록 결합될 수 있다. 프로세서는 추가로 또는 대안적으로 프로세서 레지스터 등의 메모리를 수용할 수도 있다. 메모리(820)는 상이한 레벨이 상이한 용량 및 접속 속도를 갖는 다층의 계층적 캐시를 비롯한 프로세서 캐시를 포함할 수 있다. 메모리(820)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 기타 휘발성 저장 디바이스, 또는 비휘발성 저장 디바이스를 더 포함할 수 있다. 저장 장치는 하드 드라이브, 콤팩트디스크(CD) 또는 디지털 비디오디스크(DVD) 등의 광 디스크, 플래시 메모리, 플로피 디스크, 자기 테이프, 집 드라이브, USB 드라이브, 및 기타 당업계에 공지된 것들을 포함할 수 있다.

프로세서(810)는 또한 각각 컴퓨팅 장치(800)의 사용자로부터 입력을 수신하고 출력을 제공하는 입력 장치(830) 및 출력 장치(840)에 결합될 수 있다. 적절한 입력 장치로는, 키보드, 롤러볼, 버튼, 키이, 스위치, 포인팅 장치, 마우스, 조이스틱, 리모트 컨트롤, 적외선 검출기, 음성 인식 시스템, 바아 코드 리더, 스캐너, 비디오카메라(어쩌면, 예를 들어 손 제스처 또는 얼굴 제스처를 검출하도록 비디오 처리 소프트웨어와 결합될 수 있음), 모션 검출기, 마이크로폰(어쩌면, 예를 들어 음성 명령을 검출하도록 오디오 처리 소프트웨어에 결합될 수 있음), 또는 기타 사용자로부터 컴퓨팅 장치로 정보를 전달할 수 있는 장치를 포함하며, 이들에 한정되지 않는다. 입력 장치는 또한 디스플레이와 결합된 터치스크린 형태를 취할 수도 있고, 이 경우 사용자는 스크린을 터치함으로써 디스플레이 상의 프롬프트에 응답한다. 사용자는 키보드 또는 터치스크린 등의 입력 장치를 통해 텍스트 정보를 입력할 수 있다. 적절한 출력 장치로는 디스플레이 및 프린터를 비롯한 시각적 출력 장치, 스피커, 헤드폰, 이어폰 및 알람을 비롯한 음향 출력 장치, 적층 제조 장치 및 촉각적 출력 장치를 포함하며, 이들에 한정되진 않는다.

프로세서(810)는 또한 네트워크 인터페이스 카드(860)와 결합될 수도 있다. 네트워크 인터페이스 카드(860)는 프로세서(810)에 의해 생성된 데이터를 하나 이상의 데이터 전송 프로토콜에 따라 전송하도록 준비한다. 네트워크 인터페이스 카드(860)는 또한 네트워크를 통해 수신된 데이터를 디코딩하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 네트워크 인터페이스 카드(860)는 송신기, 수신기 또는 이들 둘 모두를 포함할 수 있다. 특정 실시예에 따라, 송신기 및 수신기는 단일의 통합 컴포넌트일 수 있거나, 2개의 별개의 컴포넌트일 수 있다. 네트워크 인터페이스 카드(860)는 범용 프로세서, DSP, ASIC, FPGA, 또는 기타 프로그래머블 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트 또는 본 명세서에서 설명한 기능을 수행하도록 설계된 임의의 적절한 조합으로서 구현될 수 있다.

본 명세서에서 개시하는 발명은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 임의의 그 조합을 생성하도록 표준 프로그래밍 또는 엔지니어링 기법을 이용한 방법, 장치, 제조 물품으로서 구현될 수 있다. 본 명세서에서 이용하는 바와 같은 "제조 물품(article of manufacture)"이란 용어는 하드웨어나 광 저장 장치 및 휘발성 또는 비휘발성 메모리 디바이스 등의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체, 또는 신호, 캐리어 웨이브 등의 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 등에 구현된 코드 또는 로직을 지칭한다. 그 하드웨어로는 FPGA, ASIC, 복합 프로그래머블 로직 디바이스(CPLD), 프로그래머블 로직 어레이(PLA), 마이크로프로세서, 또는 기타 유사한 프로세싱 디바이스를 포함하며, 이들에 한정되진 않는다.

당업자라면 수많은 변형 및/또는 수정이 광의로 기재한 바와 같은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대해 이루어질 수 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 상기한 실시예들은 전적으로 한정하고자 하는 것이 아니라 예시로서 고려되어야 한다.

Claims (20)

1. 사용자 모델에 기초하여 맞춤형 신발류 모델을 설계하는 방법으로서:
   사용자의 움직임의 동적 데이터 측정값들을 포함한 사용자와 관련된 사용자 데이터를 수신하는 단계;
   수신된 사용자 데이터와, 상기 사용자 데이터에 제공된 적어도 하나의 타입의 발의 특징을 상기 사용자 데이터에 제공되지 않은 상이한 타입의 발의 특징에 연관시키는 통계적 발 데이터에 기초하여 상기 사용자 모델을 생성하는 단계로서, 상기 사용자 모델은 상기 사용자의 발의 모델을 포함하는 것인, 단계;
   상기 사용자 모델과 하나 이상의 발 통계적 형상 모델과의 비교에 기초하여 상기 사용자에 특정된 하나 이상의 이슈를 결정하는 단계;
   상기 사용자 모델과 상기 하나 이상의 발 통계적 형상 모델과의 비교에 기초하여 상기 하나 이상의 이슈를 해결하기 위한 하나 이상의 교정 피처(corrective feature)를 결정하는 단계로서, 상기 하나 이상의 교정 피처는 상기 하나 이상의 이슈를 해결하도록 구성된 사이즈와 위치를 갖는 마이크로구조체를 포함하는 것인, 단계; 및
   결정된 상기 하나 이상의 교정 피처를 포함하는 상기 맞춤형 신발류 모델을 생성하는 단계로서, 상기 맞춤형 신발류 모델에 기초하여 적층 제조를 사용해 신발류 부품이 한 층씩 생성되는 것인, 단계
   를 포함하는 맞춤형 신발류 모델의 설계 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 사용자 데이터는 족압 데이터, 보행 데이터(gait data), 신체 데이터 또는 이미지 데이터 중 하나 이상을 포함하는 것인 맞춤형 신발류 모델의 설계 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 신발류 부품은 안창, 중창 또는 바깥창 중 하나인 것인 맞춤형 신발류 모델의 설계 방법.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서, 상기 신발류 부품은 상기 마이크로구조체를 포함하는 것인 맞춤형 신발류 모델의 설계 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 신발류 부품은 사용자 발의 생체기계학적 작용을 변경하도록 구성되는 것인 맞춤형 신발류 모델의 설계 방법.
10. 제1항에 있어서, 신발류 부품은 사용자 발의 정적 체중 분포를 개선하도록 구성되는 것인 맞춤형 신발류 모델의 설계 방법.
11. 신발류 부품을 설계하도록 구성된 설계 장치로서:
    신발류 템플릿 모델 및 실행 가능 소프트웨어를 포함하는 데이터 저장 장치;
    사용자 데이터를 생성하도록 구성된 센서; 및
    상기 데이터 저장 장치 및 상기 센서와 데이터 통신하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 소프트웨어를 실행시켜 상기 설계 장치가,
    사용자의 움직임의 동적 데이터 측정값들을 포함한, 사용자와 관련된 사용자 데이터를 수신하고;
    수신된 사용자 데이터와, 상기 사용자 데이터에 제공된 적어도 하나의 타입의 발의 특징을 상기 사용자 데이터에 제공되지 않은 상이한 타입의 발의 특징에 연관시키는 통계적 발 데이터에 기초하여, 상기 사용자의 발의 모델을 포함하는 사용자 모델을 생성하고;
    상기 사용자 모델과 하나 이상의 발 통계적 형상 모델과의 비교에 기초하여 상기 사용자에 특정된 하나 이상의 이슈를 결정하고;
    상기 사용자 모델과 상기 하나 이상의 발 통계적 형상 모델과의 비교에 기초하여 상기 하나 이상의 이슈를 해결하기 위한 하나 이상의 교정 피처를 결정하되, 상기 하나 이상의 이슈를 해결하도록 구성된 사이즈와 위치를 갖는 마이크로구조체를 포함하는 상기 하나 이상의 교정 피처를 결정하고;
    결정된 상기 하나 이상의 교정 피처를 포함하는 맞춤형 신발류 모델을 생성하되, 상기 맞춤형 신발류 모델에 기초하여 적층 제조를 사용해 신발류 부품이 한 층씩 생성되도록, 상기 맞춤형 신발류 모델을 생성하게
    하는 것인 신발류 부품의 설계 장치.
12. 삭제
13. 제11항에 있어서, 상기 사용자 데이터는 족압 데이터, 보행 데이터, 신체 데이터 또는 이미지 데이터 중 하나 이상을 포함하는 것인 신발류 부품의 설계 장치.
14. 삭제
15. 삭제
16. 제11항에 있어서, 상기 신발류 부품은 안창, 중창 또는 바깥창 중 하나인 것인 신발류 부품의 설계 장치.
17. 삭제
18. 제11항에 있어서, 상기 신발류 부품은 상기 마이크로구조체를 포함하는 것인 신발류 부품의 설계 장치.
19. 제11항에 있어서, 상기 신발류 부품은 사용자 발의 생체기계학적 작용을 변경하도록 구성되는 것인 신발류 부품의 설계 장치.
20. 제11항에 있어서, 상기 신발류 부품은 사용자 발의 정적 체중 분포를 개선하도록 구성되는 것인 신발류 부품의 설계 장치.

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