کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10431014 910194 2015 33 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Estimation of muscle activity using higher-order derivatives, static optimization, and forward-inverse dynamics
ترجمه فارسی عنوان
برآورد فعالیت عضلانی با استفاده از مشتقات مرتبه بالاتر، بهینه سازی استاتیک، و دینامیک معکوس رو به جلو
کلمات کلیدی
سیستم اسکلتی عضلانی برآورد کردن، مشتق شده از مرتبه بالاتر، دینامیک معکوس، پویایی پیش رو، بهینه سازی،
ترجمه چکیده
ما روش جدیدی برای ارزیابی فعالیت عضلانی به روش ساده و با دقت بالا و هزینه های نسبتا کوچک محاسباتی با استفاده از ورودی خارجی زاویه مشترک و مشتقات اول تا چهارم خود نسبت به زمان ارائه می دهیم. این روش مشکل دینامیکی معکوس سیستم اسکلتی، مشکل دینامیکی پیشین سیستم عضلانی و مشکل به اشتراک گذاری بار عضلات را به عنوان بهینه سازی استاتیکی سیگنال های تحریک عصبی حل می کند. ورودی خارجی از جمله مشتقات مرتبه بالاتر برای محاسبه محدودیت های اعمال شده بر روی مشکل به اشتراک گذاری بار لازم است. امکان سنجی این روش با شبیه سازی یک مدل اسکلتی عضلانی اسکلتی با یک اتصال واحد نشان داده شده است. علاوه بر این، تأثیرات دینامیک عضلانی و مشتقات مرتبه بالاتر در برآورد فعالیت عضلانی نشان داده شده است، نتایج نشان می دهد که زمان ثابت پویایی فعال سازی بسیار کوچک است و مشتقات سوم و چهارم ورودی خارجی به ترتیب نادیده گرفته می شوند. نتیجه گیری می شود که این روش می تواند بالقوه برای بهبود دقت برآورد فعالیت عضلانی حرکت های بسیار پویا باشد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی پزشکی
پیش نمایش مقاله
برآورد فعالیت عضلانی با استفاده از مشتقات مرتبه بالاتر، بهینه سازی استاتیک، و دینامیک معکوس رو به جلو
چکیده انگلیسی
We propose a new method to estimate muscle activity in a straightforward manner with high accuracy and relatively small computational costs by using the external input of the joint angle and its first to fourth derivatives with respect to time. The method solves the inverse dynamics problem of the skeletal system, the forward dynamics problem of the muscular system, and the load-sharing problem of muscles as a static optimization of neural excitation signals. The external input including the higher-order derivatives is required for a calculation of constraints imposed on the load-sharing problem. The feasibility of the method is demonstrated by the simulation of a simple musculoskeletal model with a single joint. Moreover, the influences of the muscular dynamics, and the higher-order derivatives on the estimation of the muscle activity are demonstrated, showing the results when the time constants of the activation dynamics are very small, and the third and fourth derivatives of the external input are ignored, respectively. It is concluded that the method can have the potential to improve estimation accuracy of muscle activity of highly dynamic motions.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Biomechanics - Volume 49, Issue 10, 5 July 2016, Pages 2015-2022
نویسندگان
, , ,