通过生物力学建模,设计了一种减少运动中受伤风险的装置

2020-11-04 09:11   来源: 互联网

体育是人类的一项基本技能。实时感知与反馈是很有前途的运动训练策略,它可以重建因衰老或疾病而丧失的健康运动模式,并预防损伤。在这项研究中,研究者提出一项运动训练的实验研究,透过生物力学建模与可穿戴触觉回馈系统。此外,还介绍了新的运动跟踪与分析仿真框架。该统一框架在unity环境下实现,用于分析被测对象的基线和性能特征,并在运动过程中提供实时的触觉反馈。

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该框架结合了opensim导出的精确肌肉骨骼模型、肌肉路径运动学和运动学雅可比矩阵的闭式计算、动态性能指标(即肌肉力)、通过惯性测量单元(IMU)传感器重建人体运动,以及运动及其动力学的实时可视化。在一项初步研究中,六名健康受试者学习通过触觉反馈改变跑步模式,以减少膝关节屈曲力矩(KFM)。研究人员重点研究了三个步态参数(躯干倾斜、节律和足部撞击),这些参数在以前的研究中被认为对减少膝关节屈曲力矩有影响,并且与跑步损伤的风险增加有关。所有受试者都能使用改良的跑步模式,要求同时改变这些运动学参数,并将KFM降低到基线的30-85%。运动训练期间的肌肉力量与受试者的基线相当。研究表明,将生物力学建模与实时感测和可穿戴触觉反馈相结合,可以大大提高运动训练的效率。这篇论文发表在robomech杂志上,题目是“通过生物模型和可穿戴触觉反馈系统进行运动训练的初步研究”。


责任编辑:无量渡口
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