Instrumented split-belt treadmill with VR functionality for human locomotion analysis
具有 VR 功能的仪器化分体带跑步机,用于人体运动分析
基本信息
- 批准号:531599700
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Major Research Instrumentation
- 财政年份:2023
- 资助国家:德国
- 起止时间:2022-12-31 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Human locomotion movements are of paramount importance for a successful task completion in everyday life and sports. Central research activities of the interdisciplinary applicant team from the Institute of Sports and Sports Science (IfSS) at KIT focus on the control and biomechanics of locomotion movements, how these are affected by training and learning, musculoskeletal disorders (e.g. osteoarthritis) or age-related degradation processes and diseases (e.g. dementia). In addition, various topics in the field of human-technology interaction are addressed. For example, the influence of sports technologies (e.g. running shoes), medical technologies (e.g. orthoses) or robotic components (e.g. exoskeletons) on the control and biomechanics of human locomotion movements. Moreover, research on biomarkers is conducted for early identification of critical overload situations. The large-scale research device applied for is a treadmill that offers the IfSS a unique research environment for addressing the above outlined research topics under ecologically valid and at the same time controlled conditions. Particularly noteworthy are the diverse functionalities of the treadmill, such as two separate belts with integrated force measurement units; various perturbation options; locomotion at different speeds and inclinations with self-selected or preset speed; a virtual reality (VR) functionality that provides real-time visual feedback for different movement scenarios on a projection screen in front of the treadmill, which is synchronized with the movements of the treadmill (e.g. inclines and perturbations); time-synchronous integration of additional measuring systems (e.g. motion capture) and the real-time display of biomechanical variables via a projection screen for gait training applications. The treadmill applied for integrates and synchronizes all the above-mentioned functionalities by a modifiable system software. Consequently, the treadmill can be used in experiments for complex biomechanical analysis and is additionally a powerful training device in the context of intervention studies. The treadmill applied for fits perfectly into the existing laboratory infrastructure at the IfSS (e.g. compatibility with the existing motion capture system). The device enables the applicant team to address new, cross-disciplinary research questions in the context of human locomotion. Furthermore, it supports a better integration of research between the professorships at IfSS and the KIT for various, socially relevant target groups at the interface of sports science (e.g., motor control, biomechanics and health sciences), medicine (e.g., orthopedics and physiology) as well as computer science and engineering (e.g., robotics).
人类运动对于在日常生活和运动中成功完成任务至关重要。来自KIT体育与运动科学研究所(IfSS)的跨学科申请团队的中心研究活动集中在运动运动的控制和生物力学,这些运动如何受到训练和学习,肌肉骨骼疾病(例如骨关节炎)或与年龄相关的退化过程和疾病(例如痴呆症)的影响。此外,还讨论了人与技术交互领域的各种主题。例如,运动技术(如跑鞋)、医疗技术(如矫形器)或机器人组件(如外骨骼)对人类运动的控制和生物力学的影响。此外,还开展了生物标志物研究,以便及早发现严重超载情况。申请的大型研究设备是一台跑步机,它为IfSS提供了一个独特的研究环境,可以在生态有效且同时受控的条件下解决上述研究课题。特别值得一提的是跑步机的多种功能,如两个单独的带集成的力测量单元;各种扰动选项;运动在不同的速度和倾斜与自我选择或预设的速度;- 虚拟现实(VR)功能,其在跑步机前面的投影屏幕上为不同的运动场景提供实时视觉反馈,其与跑步机的运动(例如倾斜和扰动)同步;附加测量系统(例如运动捕捉)的时间同步集成以及通过用于步态训练应用的投影屏幕实时显示生物力学变量。所申请的跑步机通过一个可修改的系统软件集成和扩展了上述所有功能。因此,跑步机可以用于复杂的生物力学分析实验,并且在干预研究的背景下是一种强大的训练设备。所申请的跑步机完全适合IfSS现有的实验室基础设施(例如与现有的运动捕捉系统兼容)。该设备使申请团队能够在人类运动的背景下解决新的跨学科研究问题。此外,它还支持在IfSS和KIT的教授职位之间更好地整合研究,以便在体育科学的界面上为各种社会相关的目标群体(例如,运动控制、生物力学和健康科学),医学(例如,整形外科和生理学)以及计算机科学和工程(例如,机器人)。
项目成果
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