弥合了模拟现实之间的差距. 调查实验运动测量和肌肉骨模拟结果之间的偏差 - - 一项系统性审查
Iris Wechsler1, Alexander Wolf1, Julian Shanbhag1
1Engineering Design, Department of Mechanical Engineering, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|June 26, 2024
概括
在肌肉骨模拟中弥合sim2real差距对于准确的生物力学研究至关重要. 追踪动力学和动态数据的多模式方法在提高模拟可靠性和运动分析性能方面显示出希望.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 计算生物学 计算生物学
- 人类运动科学科学 人类运动科学
背景情况:
- 肌肉骨模拟通过反向动力学 (ID) 和前向动力学 (FD) 来估计生物机械变量.
- 由于测量噪声,建模假设和模拟约束,ID和FD方法引入了一个"sim2real"差距.
- 准确可靠的模拟结果对于回答生理学和病理学研究问题至关重要.
研究的目的:
- 系统地审查和分类现有方法来处理肌肉骨模拟中的sim2real差距.
- 分析不同方法的优点和局限性,以弥合模拟和实验现实之间的差距.
- 确定最佳策略,以提高肌肉骨模拟的准确性和可靠性.
主要方法:
- 在Scopus,PubMed和Web of Science进行了系统的文献搜索.
- 选择了85篇相关论文,并根据差距处理策略,数学方法和调整的参数将其分为八个解决方案集群.
- 分析方法是基于它们对sim2real差距的方法,数学基础以及对模拟变量的影响.
主要成果:
- 审查确定和分类了解决sim2real差距的各种方法.
- 每个集群在处理模拟和实验数据之间的差异方面都表现出明显的优势和局限性.
- 方法选择取决于模型可用性,输入参数,运动类型和研究目标等因素.
结论:
- 在ID和FD肌肉骨模拟中,sim2real差距仍然存在.
- 多模式方法,整合动力学和动态测量 (例如,运动捕捉,EMG),提供了一个有前途的解决方案.
- 使用多模式测量通过利用互补的传感器技术来提高跟踪性能和运动分析.
