整形外科用シューズ革新の鍵を握るRhinocerosの可能性

整形外科用靴の設計に革新をもたらす3Dモデリングソフト「Rhinoceros（ライノセラス）」とそのビジュアルプログラミングツール「Grasshopper」の活用により、株式会社システムクリエイトが整形外科用シューズの設計方法を大きく変革しました。本記事では、その具体的な取り組みと、デジタル技術の先進性を紹介いたします。

Pedorthic Information Modeling (PIM)の誕生

整形外科用靴の分野では、長年にわたって職人による手作り技法が主流でした。しかし、近年のデジタル技術の進化により、革新が進んでいます。この中でも著名なのが、靴エンジニアのDaniel Petcuによって考案されたPedorthic Information Modeling（PIM）です。これは建築分野のBuilding Information Modeling（BIM）からインスパイアを受けたもので、整形外科用靴の設計において、パラメトリックデザインの原則を活用しています。

PIMは3Dプリント技術を駆使し、機能的かつスタイリッシュな靴を効率良く設計するための新たなアプローチを提供しています。これにより、患者が望む見た目や快適性を兼ね備えた製品が実現可能となりました。

革新的なデジタル設計手法

PIMにおける重要な革新の一つは、靴をデジタルでデザインする精度です。従来、整形靴の市場では見た目が魅力的でないことが原因で、患者が処方された靴を拒むケースが多くありましたが、Petcuはこの問題解決に挑んでいます。

また、グラデーション剛性を導入することで、靴の特定の部分の剛性を継続的に変化させることが可能になりました。これにより、圧力を軽減する必要がある医療用フットウェアの設計が実現します。Grasshopperで解析されたGコードに基づいて、靴の構成要素の剛性を調整することで、快適性と機能性を両立させることができるのです。

デジタル技術への抵抗の克服

Petcuは、整形外科のコミュニティからデジタル技術への抵抗を経験しましたが、患者により良い解決策を提供する必要性から、その思いは強まりました。特に特殊な靴なしでは歩けない患者のケースに直面する中で、3Dプリンティング技術がもたらす可能性を信じるようになったのです。

PIMの主要要素

PIMはデジタル設計だけでなく、生産プロセスの最適化も図ります。その鍵となる要素は次の通りです。

- パラメトリック設計とカスタマイズ: 足の構造や圧力点を基にした調整が可能。
- 精密3Dプリント: Gradient Stiffnessコードを利用して、ミッドソールなどの部品を快適性に応じて最適化。
- 素材イノベーション: TPU素材を利用した各種製品の開発。
- 生産の合理化: コスト削減と効率的な品質管理の向上。
- 患者の関与: 色や質感の選択肢を増やすことで、患者の満足度を高める。

将来に向けた展望

Petcu氏の研究は、国際的な場で認知され始めており、OTWorldやFootPRINT3Dなどのイベントにおいても注目を集めています。今後、特にシャルコー・マリー・トゥース足などの複雑な症状に対する製品開発を進める意向を持っています。

また、テクノロジーの普及には教育の分野での変革が必要であり、未来のデザイナーは計算ツールを取り入れることで、患者のニーズに応えながら業界の発展を促していくことが求められています。