肌肉驱动的预测物理 模拟马的四足运动
Pasha A van Bijlert1,2, Thomas Geijtenbeek3, Ineke H Smit4
1Department of Earth Sciences, Faculty of Geosciences, Utrecht University, Vening Meinesz Building A, Princetonlaan 8A, 3584 CB Utrecht, the Netherlands.
这项研究引入了一种新的,以肌肉驱动的马的肌肉骨模型,成功模拟了各种步态并预测了与速度相关的转变. 在捕捉关键的运动模式时,该模型需要进一步改进,以进行复杂的步态选择和步伐长度准确性.
科学领域:
- 生物力学和计算机建模
- 动物运动分析 动物运动分析
- 肌肉骨系统的动力学
背景情况:
- 了解动物运动对于生物力学见解至关重要.
- 以前的肌肉骨模型往往缺乏对复杂步态的肌肉驱动,预测能力.
- 马的运动研究受益于先进的模拟工具.
研究的目的:
- 开发和介绍马的第一个完全肌肉驱动的,预测性的肌肉骨模型.
- 模拟各种各样的马类步态 (步行,,,等等). 没有动作捕捉数据.
- 调查步态转变,并将模拟输出与实证数据进行比较.
主要方法:
- 开发一个概括的马的肌肉骨模型,专注于粗体解剖学.
- 实行用于模拟的前和脊柱反控制.
- 为各种步态和速度生成模拟,包括用经验数据进行跟踪模拟.
主要成果:
- 该模型成功模拟了常见的马步态,并预测了自发的步行到跑步的过渡.
- 模拟的脚步和地面反应力与经验模式保持一致.
- 追踪模拟显示了更好的动力学和合理的肌肉激活对应,尽管预期的发射没有预测.
结论:
- 开发的肌肉驱动模型充分模拟了单个马的步态和取决于速度的转变.
- 限制包括解剖学简化和执行器假设,影响步态选择准确性和步伐长度.
- 该模型作为一个可扩展的,开源平台,用于未来的马类生物力学研究.
更多相关视频
11:09Construction of a Realistic, Whole-Body, Three-Dimensional Equine Skeletal Model using Computed Tomography Data
Published on: February 25, 2021
07:03Author Spotlight: Bridging the Gap Between In Vivo and Ex Vivo Studies with the "Avatar" Technique to Advance Muscle Mechanics Research
Published on: August 18, 2023
相关概念视频
Kinematic Equations - II
Suppose a car merges into freeway traffic on a 200 m long ramp. If its initial velocity is 10 m/s and it accelerates at 2 m/s2, then the...
Kinematic Equations - III
Using the kinematic equations,...
Kinematic Equations - I
Planar Rigid-Body Motion
Planar motion is typically divided into three distinct categories. The first is rectilinear translation, demonstrated by a subway train that moves along...
Kinematic Equations: Problem Solving
Three-Dimensional Force System
