有做過單腳閉眼平衡測試嗎? 為什麼要單腳閉眼? 人體的平衡控制，除了大家知道的內耳，還有關節的本體感覺、視覺和腳底感覺等。因為疾病或者年紀增長，腳底感覺下降，就會影響平衡。常見在糖尿病造成的神經疾病患者還有因為年紀增長而感覺退化。平衡不好可能導致摔跤。這可能也是常見長者行走需要拐杖輔助的原因。雖然科學家已經知道這類患者常見摔跤的原因，到目前為止，仍然沒有適當的方法可以治癒這種感覺缺乏的問題。
在腳底給與微小振動，隨機共振增加平衡
有沒有辦法放大或增加腳底感覺呢?Harvard’s Wyss Institute研究顯示，對長者而言，在腳底給予微小的振動刺激，可以增加平衡能力、減少姿勢搖擺還有步態的變化性。微小的腳底振動刺激可以增加平衡，並不是新鮮事。先前的研究，科學家就發現隨機共振隨機共振(stochastic resonance)可以減少因為疾病、受傷或年紀造成的體感系統缺陷。體感系統告訴我們和外界的接觸。體感接受器分佈在全身，不同的接受器會對不同的刺激反應。而隨機共振是一種現象，意思是說這種可以感覺到但是很弱的訊號，能經由一種低振幅的白噪音來加強。其實它就是一種小的雜訊，經由這些雜訊，可以增加本來訊號的接收，而增強感覺。但是如果雜訊太大，會抹去原來的訊號，反而只感受到雜訊。聽起來很弔詭? 噪音不是大家都想要去除嗎?例如說，如果在講話的時候有噪音可能就不容易聽清楚。但是，隨機共振的原理，就是說明這種微小的白噪音確實可以增加訊號的接收。(圖示這種微小振動增加感覺)
壓電材料致動器，電能轉機械能，產生振動
雖然已經知道在腳底給些微的振動，不論年紀，都可以幫助糖尿病造成的神經疾病和中風的患者增加平衡。然而，過去設計在腳底給予的振動裝置，能源需求大，不方便攜帶。因為這個限制，科學家改用壓電材料致動器，來提供這個振動刺激，增加攜帶性，同時也比較不耗電。壓電材料致動器，可以將電能和機械能互換。在這理應用到的是逆壓電效應，也就是電能轉換成機械能。壓電材料表面加電壓，壓電體會產生變形。這種壓電材料致動器，裝在聚氨酯材料的鞋墊內。位置在腳弓區域的中間。經由細小的電路連接在鞋舌部分的充電電池。
這個振動鞋墊，召集了65到90歲之間12位健康的自願者，參加測試。請受測者從坐到站、行走三公尺、轉身、倒退走再坐下。經由很多測試來量測平衡和評估步態。
結果顯示，穿著振動鞋墊，明顯增加了上述測試活動的表現。同時，振動鞋墊的功能，可以持續一整天。
文章參考：Harvard University
圖片來源：Rudy (New Routes) CC BY-ND 2.0
