Comparison of measured and modeled movements of the human lower limbs

Сравнение измеренных и смоделированных движений нижних конечностей человека

Andrii Dmytrovych Shachykov (1, 2, 3, 4) , Patrick Henaff (4) , Olexandr Petrovych Shulyak (2)

1 UL - Université de Lorraine
2 National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" [Kiev]
3 LORIA - Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications
4 NEUROSYS - Analysis and modeling of neural systems by a system neuroscience approach

Вопрос сравнения измеренных и смоделированных движений нижних конечностей человека является актуальным в задаче моделирования моторной системы человека. В данной работе вопрос рассматривается в связи с качественной оценкой соответствия результатов моделирования реальным движениям человека. Под результатами моделирования подразумеваются зависимости от времени активности мышц нижних конечностей, пространственных координат и углов поворота суставов, а также сигналы взаимодействия с внешней средой, такие как давление стоп на землю. Измеренные движения реальных испытуемых состоят из сигналов электромиограммы и зависимости от времени пространственных координат и углов поворота суставов. Результаты рассматриваемой здесь модели зависят от набора параметров, для которых следует определить диапазон, при котором модель даёт схожие с реальными движениями результаты. Для этого необходимо определить вид общей формы результирующих сигналов и привести к ней результаты работы модели и измеренные сигналы. Смысл предлагаемой к рассмотрению работы состоит в определении этой формы, а также в исследовании возможности использования количественного критерия близости рассмотренных сигналов для облегчения и повышения качества выбора параметров модели из рабочего диапазона. Рассматриваемая модель моторной системы [1] содержит модель мышц нижних конечностей человека, управляемых нейронами генераторов ритмической активности [2]. Модель реализована в виде семи систем дифференциальных уравнений, вычисляемых в среде MATLAB. По одной системе на генератор ритмической активности для каждого сустава (тазобедренный, коленный и голеностопный суставы для двух ног) и одна система для мускульной системы.

Domaines: Biomécanique [physics.med-ph]

Andrii Dmytrovych Shachykov, Patrick Henaff, Olexandr Petrovych Shulyak. Comparison of measured and modeled movements of the human lower limbs. АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ АВТОМАТИКИ ТА ПРИЛАДОБУДУВАННЯ, 2017, 978-6177577-38-5. ⟨hal-01798594⟩