Optimality principles for model-based prediction of human gait.
Optimality principles for model-based prediction of human gait.
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DOI：
10.1016/j.jbiomech.2009.12.012
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发表时间：
2010-04-19
影响因子：
2.4
通讯作者：
van den Bogert, Antonie J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ackermann, Marko;van den Bogert, Antonie J.
虽然人类有大量的潜在运动，步态模式往往是刻板的，似乎是根据最优原则，如最小的能量选择。当应用于动态肌肉骨骼模型时，这种最优性原理可以用于预测患者的步态如何适应机械干预，如假体装置或手术。在本文中，我们研究了不同的性能标准预测步态模式的影响，使用二维肌肉骨骼模型。利用直接配点法求解了一类不同代价函数的最优控制问题。有人发现，疲劳的成本函数产生现实的步态，与站立相膝关节屈曲，而不是能量相关的成本函数，避免在站立相膝关节屈曲。我们的结论是，疲劳最小化可能是人类步态的主要优化原则之一。
Although humans have a large repertoire of potential movements, gait patterns tend to be stereotypical and appear to be selected according to optimality principles such as minimal energy. When applied to dynamic musculoskeletal models such optimality principles might be used to predict how a patient’s gait adapts to mechanical interventions such as prosthetic devices or surgery. In this paper we study the effects of different performance criteria on predicted gait patterns using a 2D musculoskeletal model. The associated optimal control problem for a family of different cost functions was solved utilizing the direct collocation method. It was found that fatigue-like cost functions produced realistic gait, with stance phase knee flexion, as opposed to energy-related cost functions which avoided knee flexion during the stance phase. We conclude that fatigue minimization may be one of the primary optimality principles governing human gait.
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DOI：
10.1115/1.1634282
发表时间：
2003-12-01
影响因子：
1.7
作者：
McLean, SG;Su, A;van den Bogert, AJ
通讯作者：
van den Bogert, AJ
影响因子：
3.1
作者：
Gill, PE;Murray, W;Saunders, MA
通讯作者：
Saunders, MA
影响因子：
2.4
作者：
Kaplan, ML;Heegaard, JH
通讯作者：
Heegaard, JH
影响因子：
2
作者：
Minetti, AE;Alexander, RM
通讯作者：
Alexander, RM
DOI：
10.1080/1025584031000091678
发表时间：
2003-04-01
影响因子：
1.6
作者：
Umberger, Brian R.;Gerritsen, Karin G. M.;Martin, Philip E.
通讯作者：
Martin, Philip E.