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Modellierung und Simulation menschlicher Bewegungen mittels effizienter Vorwärtsdynamiksimulation

使用高效的正向动力学仿真对人体运动进行建模和仿真

基本信息

批准号：
84579715
负责人：
Professor Dr. Oskar von Stryk
金额：
--
依托单位：
Fachgebiet Simulation, Systemoptimierung und Robotik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2008
资助国家：
德国
起止时间：
2007-12-31 至 2013-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/84579715?language=en
关键词：
Modellierung und Simulation menschlicher Bewegungen

项目摘要

Die Modellierung des zeitveränderlichen, dynamischen Verhaltens des menschlichen Bewegungsapparats führt auf ein hochdimensionales mechanisches Mehrkörpersystem, bestehend aus Teilmodellen für Skelett und Schwabelmassen, Muskeln und Sehnen als redundante Antriebe sowie Optimierungsmodellen zur Simulation der an einer Bewegung beteiligten Muskelgruppen. Im Gegensatz zur Rückwärtssimulation zur Simulation der für eine vorgegebene Bewegung erforderlichen Muskelsteuerungen ist die Vorwärtsdynamiksimulation aufgrund der enorm hohen Komplexität der resultierenden optimalen Steuerungsprobleme bisher nur für vereinfachte Modelle mit einzelnen Gliedmaßen möglich. Ziel des Projekts ist die integrierte Entwicklung neuer Methoden zur effizienten, modularen und objektorientierten, kinetischen Modellierung sowie der Simulation und Steuerung des menschlichen Muskel-Skelett-Apparates mit Optimierungsverfahren, durch die die Vorwärtsdynamiksimulation zur Untersuchung von Bewegungen mit vielen beteiligten Muskelgruppen, die Berücksichtigung allgemeiner Muskelmodelle und allgemeiner Gütekriterien bei der Steuerung redundanter Muskelgruppen in einer bisher nicht erreichten Effizienz ermöglicht wird. Darüber hinaus wird eine neue Optimierungsmethodik zur Schätzung von bei menschlichen Bewegungen implizit verwendeten Gütekriterien zur Steuerung redundanter Muskeln und damit zur Validierung von Optimierungshypothesen entwickelt. Schließlich soll ein weltweit in Umfang, Komplexität und Vollständigkeit der Modell- und Messdaten einmaliger Benchmarkdatensatz für komplexe Laufbewegungen erstellt und veröffentlicht werden. Durch die im Projekt geplanten Methoden können die Voraussetzung für gänzlich neue Perspektiven für Untersuchungen im Bereich der Arbeitswissenschaften, Medizin und Biologie eröffnet werden.

时间管理的模型、人的动力装置、机械装置的高维机械系统、骨架和施瓦贝尔马森的Teilmodellen、Muskeln und Sehnen 和 Antriebe sowie 的冗余麝香队的最佳模拟。 Im Gegensatz zur Rückwärtssimulation zur 模拟 der eine vorgegebene Bewegung erforderlichen Muskelsteuerungen ist die Vorwärtsdynamik aufgrund der enorm hohen Komplexität der resultierenden optimizationen Steuerungsprobleme bisher nur für vereinfachte Modelle mit einzelnen Gliedmaßen möglich。项目是一种完整的高效方法、模块化和对象定向、运动模型模拟和人性化麝香骨架装置的优化、动态模拟在使用Muskelgruppen时，请注意所有Muskelmodelle和Allgemeiner Gütekriterien bei der Steuerung冗余Muskelgruppen在einer bisher nicht erreichten Effizienz ermöglicht wrd。在此过程中，我们将采用新的优化方法来实现对优化假设的验证。在 Umfang、Komplexität und Vollständigkeit der Modell- 和 Messdaten einmaliger Benchmarkdates for komplexe Laufbewegungen erstellt und veröffentlicht werden 中查看世界各地的情况。项目的种植方法是通过在农业科学、医学和生物学方面进行研究的。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Simulation of dynamics and realistic contact forces for manipulators and legged robots with high joint elasticity

DOI：
10.1109/icar.2011.6088619
发表时间：
2011-06
期刊：
2011 15th International Conference on Advanced Robotics (ICAR)
影响因子：
0
作者：
Thomas Lens;Katayon Radkhah;O. Stryk
通讯作者：
Thomas Lens;Katayon Radkhah;O. Stryk

A modular and efficient approach to computational modeling and sensitivity analysis of robot and human motion dynamics

机器人和人体运动动力学计算建模和灵敏度分析的模块化、高效方法

DOI：
10.1002/pamm.201210034
发表时间：
2012
期刊：
PAMM
影响因子：
0
作者：
M. Friedmann;J. Wojtusch;O. von Stryk
通讯作者：
O. von Stryk

Prosthesis-User-in-the-Loop: A user-specific biomechanical modeling and simulation environment

Prosthesis-User-in-the-Loop：用户特定的生物力学建模和仿真环境

DOI：
10.1109/embc.2012.6346888
发表时间：
2012
期刊：
2012 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
影响因子：
0
作者：
J. Wojtusch;P. Beckerle; O. Christ;K. Wolff
通讯作者：
K. Wolff

HuMoD - A versatile and open database for the investigation, modeling and simulation of human motion dynamics on actuation level

HuMoD - 一个多功能、开放的数据库，用于在驱动层面上研究、建模和模拟人体运动动力学