Komputerowy model kończyny górnej człowieka poruszany zespołem symulowanych mięśni

• Autorzy: Milanowicz M. , Budziszewski P.

Warianty tytułu

EN

Computer model of human upper extremity moving by simulated muscles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Komputerowe modele człowieka wykorzystywane są od lat do prowadzenia symulacji numerycznych opisujących różnego typu zjawiska i zdarzenia. Jednak ich stosowanie wiąże się często z pewnymi ograniczeniami związanymi np. z brakiem możliwości symulowania zachowania człowieka wynikającego z napięcia mięśni. W artykule przedstawiono opracowany model kończyny górnej poruszany zespołem symulowanych mięśni sterowanych z wykorzystaniem regulatorów PID. Model kończyny porusza się w dwóch stopniach swobody, umożliwiając zginanie i prostowanie przedramienia oraz jego odwracanie i nawracanie. Model opracowano przy użyciu oprogramowania MADYMO służącego do prowadzenia symulacji numerycznych, a następnie zaimplementowano do modelu pieszego dostępnego w bibliotece tego programu.

EN

Computer human models are used for many years to carry out numerical simulations that describe the various types of phenomena and events. However, their use is often associated with certain limitations such as inability to simulate human behavior resulting from muscle tension. This paper presents the developed model of the upper extremity moving by simulated muscles controlled using a PID controller. Model of the limb moves in two degrees of freedom allowing the flexion and extension of the forearm and its supination and pronation. The model was developed using MADYMO software, which is used to conduct numerical simulations, and then implemented to the the pedestrian model available in the MADYMO database.

Słowa kluczowe

PL

symulacja numeryczna; komputerowy model kończyny górnej; MADYMO; regulator PID

EN

numerical simulation; computer model of the upper extremity; MADYMO; PID controller

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Robotyka
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 16, nr 2
• Strony: 194--200
• Opis fizyczny: CD, Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Milanowicz M.

autor

Budziszewski P.

• Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy,

Bibliografia

• 1. Nałęcz M., Będziński R., Kędzior K., Kiwerski J., Morecki A., Skalski K., Wall A., Wit A.: Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000. t. 5. Biomechanika i inżynieria rehabilitacyjna. Exit, 2000, 747-797.
• 2. [www.tass-safe.com/en/products/zadymo] - TASS 2011.
• 3. [www.lstc.com/products/ls-dyna] - Livermore Software Technology Corp. (LSTC) 2011.
• 4. Milanowicz M., Budziszewski P.: Wykorzystanie symulacji komputerowej do rekonstrukcji wypadków przy pracy. „Bezpieczeństwo pracy nauka i praktyka”, nr 3/2011, 4-6.
• 5. Meijer R., Rodarius C., Adamec J., van Nunen E., van Rooij L.: A first step in computer modelling of the active human response in a far-side impact. “International Journal of Crashworthiness” Vol. 13, No. 6, December 2008, 643-652.
• 6. Yang H., Peng H.: Development of an errorable carfollowing driver model. “Vehicle System Dynamics”, 48: 6, 751-773.
• 7. van Lopik D.W., Acar M.: A computational model of the human head and neck system for the analysis of whiplash motion. “International Journal of Crashworthiness”, 9: 5, 465-473.
• 8. Sokołowska-Pituchowa J.: Anatomia człowieka. Państwowy ZWL, Warszawa 1988.
• 9. Lemay M.A., Crago P.E.: A dynamic model for simulating movements of the elbow, forearm, and wrist. “Journal of Biomechanics”, Volume 29, Issue 10, October 1996, 1319-1330.
• 10. van Rooij L., Bours R., van Hoof J., Mihm J.J., Ridella S.A., Bass C.R., Crandall J.R., The Development, Validation and Application of a Finite Element Upper Extremity Model Subjected to Air Bag Loading. “Stapp Car Crash Journal”, Vol. 47 (October 2003), 55-78.
• 11. Michael L., Richardson M.D.: Upper Extremity Muscle Atlas, University of Washington Department of Radiology, [www.rad.washington.edu/academics/academicsections/msk/muscle-atlas].
• 12. Zembaty A.: Kliniczna Metoda Oceny Siły Mięśni, Wydawnictwo AWF, Warszawa 1988.
• 13. [http://thefree3dmodels.com/stuff/anatomy/skeleton/20-1-0-1926] - The free 3D models.
• 14. Blender Foundation. [www.blender.org].
• 15. [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/netgenmesher/index.php?title=Main_Page] - Netgen Mesh Generator.
• 16. TASS, MADYMO Theory Manual Release 7.3. The Netherlands, November 2010.
• 17. Seireg A., Arvikar R.: Biomechanical Analysis of the Musculoskeletal Structure for Medicine and Sports. Hemisphere Publishing Co. 1989.
• 18. Fidelus K., Kędzior K., Morecki A.: Biomechanika mięśni. Encyklopedia Współczesnej Fizyki. PWN, Warszawa 1983.
• 19. Winters J.M., Savio L-Y. Woo, Multiply Muscle Systems, Springer-Verlag New York Inc. 1990. Incl: APPENDIX: A Survey of Human Musculotendon.
• 20. Budziszewski P., van Nunen E., Mordaka J.K., Kędzior K.: Active Controlled Muscles in Numerical Model of Human Arm for Movement in Two Degrees of Freedom. IRCOBI Conference Proceedings, International Conference on the Biomechanics of impact, Bern, Switzerland, September 2008. 17-19.