开发一个尸体肩部运动模拟器与开放循环代学习的动态,多平面运动:一项初步研究.
David Timothy Axford1,2, Robert Potra2,3, Richard Appleyard2
1Department of Mechanical and Materials Engineering, Western University, London, ON N6A 3K7, Canada.
Journal of clinical medicine
|July 29, 2023
概括
这项研究开发了一种新的肩部模拟器,能够进行复杂的多平面运动和肌肉失活. 先进的模拟器准确地复制了生物力学研究的功能性肩膀运动.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 整形外科手术 整形外科手术
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 现有的ex vivo肩部运动模拟器仅限于平面运动和准静态速度.
- 目前的控制架构不允许关闭肌肉,阻碍了现实的生物力学研究.
- 模拟功能性肩部运动需要先进的多平面运动和独立肌肉控制能力.
研究的目的:
- 开发一个具有代学习和独立肌肉控制的开放循环肌外游控制器.
- 为了能够在功能速度下模拟复杂的多平面肩部运动.
- 在ex vivo肩部模拟过程中允许肌肉失活.
主要方法:
- 开发了一种新的开环肌外游控制器.
- 实现代学习和独立肌肉控制.
- 在尸体肩膀上进行测试,使用逆向全肩膀假肢,进行绑架/引送和面向环导.
- 使用MAE,RMSE和ASD评估动力学跟踪的准确性和可重复性.
主要成果:
- 模拟器实现了高精度和可重复性在动态跟踪的绑架/引进和面向环导.
- 高度,高度平面和轴旋转的RMSE分别不超过0.3,0.7和0.8度.
- 在绑架/吸收过程中,头骨下部的失活导致了在较低的高度角度失去内部旋转.
结论:
- 一个新的控制架构能够准确地模拟复杂的腺部运动.
- 开发的模拟器提供了一个平台,用于在功能运动期间研究肩膀生物力学.
- 这项技术可以促进肩部病理学,治疗和康复的研究.


