Multi-Joint Dynamics: A Model for Discrete and Rhythmic Coordination Tasks

多关节动力学:离散和节奏协调任务的模型

基本信息

  • 批准号:
    9710312
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20.2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1997-08-15 至 2002-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Even apparently simple tasks like reaching for an object involve the simultaneous graded activation of a large number of joints and muscles. This project investigates the principles that underlie the generation of such multi-joint movements, and how perceptual information guides these actions. Whereas many of the current theoretical approaches are limited to either rhythmic or discrete movements, this project will develop an integrated framework that encompasses both movement types and therefore can be applied to complex movements. The investigation will proceed in three interrelated directions. First, theoretical work will develop a model for movement generation on the basis of a network of coupled dynamic systems. Second, experiments with human subjects will study the specific features of movement trajectories in tasks involving multi-joint arm movements. Third, the model will be used to synthesize movements of a human-like robot arm in order to compare these model-driven movements with the movements of the human participants. In this way the model's validity and robustness will be tested in a real physical environment. In addition to increasing our basic understanding of complex movement generation the results should be applicable to the control of artificial devices such as robotic systems or limb prostheses, and may also contribute to the diagnosis and treatment of movement disorders.
即使是表面上看起来很简单的任务,比如伸手拿东西,也涉及到大量关节和肌肉的同时分级激活。这个项目调查了这种多关节运动产生的基本原理,以及感知信息如何指导这些动作。虽然目前的许多理论方法仅限于有节奏的或离散的动作,但该项目将开发一个涵盖这两种动作类型的综合框架,因此可以应用于复杂的动作。调查将从三个相互关联的方向进行。首先,理论工作将开发一个基于耦合动力系统网络的运动生成模型。其次,人体实验将研究涉及多关节手臂运动的任务中运动轨迹的具体特征。第三,该模型将用于合成类似人类的机器人手臂的动作,以便将这些模型驱动的动作与人类参与者的动作进行比较。这样,模型的有效性和稳健性将在真实的物理环境中进行测试。除了增加我们对复杂运动生成的基本理解外,这些结果还应该适用于机器人系统或假肢等人工设备的控制,并可能有助于运动障碍的诊断和治疗。

项目成果

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知道了