需要遵守腿部要求,以解释不同步态的地面反应力模式和速度范围
Ali Tehrani Safa1, Tirthabir Biswas2,3, Arun Ramakrishnan4
1School of Biomedical Engineering, Science and Health Systems, Drexel University, Philadelphia, PA, USA.
Royal Society open science
|October 17, 2025
概括
腿部遵守对于理解步态选择和从走路到跑步的过渡至关重要. 新的模型揭示了与硬腿相比,符合规则的腿的不同原则,影响了机动力学.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 运动动力学 运动动力学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 腿部合规性被认为是跑步所必不可少的,并且在走路时也存在.
- 当前的模型通常通过假设硬的腿来简化行走,忽视了腿部遵守的细微差别.
研究的目的:
- 为了研究步态选择和双脚有合规腿的双脚人的步步到跑步的过渡.
- 为了区分合规系统中的行走原则与脚模型中的原则.
主要方法:
- 双弹载 (DSLIP) 模型的分析近似.
- 在单一和双重支阶段对振荡动态的检查.
- 对垂直地面反应力 (vGRF) 和运动同步的分析.
主要成果:
- 在相同的速度下存在多个步态,动物偏爱M形vGRF,原因超出了能量,包括力约束.
- 步行到跑步的转变是由vGRF最小值,同步四肢运动和双重支期间的速度重定向驱动的.
- DSLIP模型提供了洞察力,但其速度范围有限.
结论:
- 步行选择和步行到跑步的转变原则在顺从和硬的腿之间存在显著差异.
- 强力约束,与能量一起,影响自然步态选择.
- 来自DSLIP分析的见解可以增强未来的机动模型.
