Prediction of closed-chain human arm dynamics in a crank-rotation task

این مقاله به تجزیه و تحلیل جنبش بازوی انسان در یک کار چرخش میل لنگی می پردازد که نمونه ای از حرکات محدود شده محیطی است. باز کردن یک درب، چرخش یک فرمان و فشار دادن یک حامل دیگر نمونه هایی از حرکات است که در آن محدودیت های فیزیکی اعمال شده بر روی موقعیت / جهت دستی، بر زوایای مشترک شانه و آرنج تاثیر می گذارند. برای پیش بینی الگوهای سینماتیک و جنبشی جنبش بازوی انسان در وظایف چرخش میل لنگ، ما از یک روش مبتنی بر بهینه سازی استفاده می کنیم. این روش پیش بینی پویا از حرکات زنجیر بسته و اعمال نیرو را با استفاده از شبیه سازی اسکلت عضلانی دینامیکی معکوس می کند. یک مدل عضلانی-عضلانی دقیق آناتومیک با استفاده از توابع زمان کنترل شده انتخاب شده از درجه آزادی، پارامتر می شود. پس از آن، پارامترهای این توابع بهینه سازی شده برای تولید حرکت بهینه با توجه به یک تابع اهداف تعیین شده توسط کاربر و محدودیت های آنتروپومتری بدن و فیزیک محیط است. در این مطالعه، ما از یک تابع هدف مبتنی بر فیزیولوژی استفاده می کنیم که بیانگر هزینه انرژی متابولیک عضلانی و معیارهای اعتبار سنجی برای ارزیابی صحت مدل محاسباتی است. مقایسهای کیفی و کمی بین نتایج پیش بینی شده و داده های تجربی از یک گروه چهار مرد سالم نشان می دهد که این روش، الگوهای طبیعی و جنبشی را تکثیر می کند.