对于人类食指的速度依赖的非线性弹性,用于规范建筑的软组织
Jian Liu1, Yasuhiro Akiyama2, Tatsuo Fujikawa3
1Faculty of Information Science and Technology, Hokkaido University, 060-0814, Sapporo, Japan. liu.jian@ist.hokudai.ac.jp.
Scientific reports
|March 3, 2026
概括
这项研究开发了一种简单的弹性模型,以估计食指软组织的特性,以确保人机安全. 该模型准确地预测了组织反应,有助于对更安全的人机交互的风险评估.
科学领域:
- 生物机械工程 生物机械工程
- 人与机器人的交互
- 软组织力学 软组织力学
背景情况:
- 人类软组织的阻抗特性对于人机交互安全至关重要.
- 软组织现有的弹性模型可能很复杂,阻碍了在风险评估中的实际应用.
- 指手指软组织的背部接触条件仍未得到充分研究.
研究的目的:
- 提出一种简化但准确的方法来估计人类食指软组织的弹性特性.
- 开发一种非线性弹性模型,适用于人机安全标准中的规范构造.
- 研究接触速度,性别和年龄对软组织弹性的影响.
主要方法:
- 设计了冲击实验,以捕捉食指的软组织反应.
- 开发了一种非线性三阶段弹性模型.
- 在恒定速度接触下招募了117名人类参与者进行弹性评估.
主要成果:
- 拟议的三阶段模型可靠地估计了在恒定速度接触下软组织的反应.
- 发现前指软组织的弹性取决于接触速度.
- 弹性是独立于参与者的性别和年龄.
结论:
- 这项研究提供了一种可通用的方法来确定人类软组织的特性.
- 这些发现补充了现有的标准,如ISO/TS 15066,提高了机器的安全性.
- 这项研究为推进人机交互安全性和风险评估提供了有价值的数据.
