24、人类行走与鼻咽探测设备研究进展

人类行走与鼻咽探测设备研究进展

1. 人类行走模型研究

人类运动变异性及其起源和有价值的信息是人类运动控制和康复领域的热门话题。研究人员提出了一些基于双足的人类行走模型，这些模型聚焦于步与步之间行走参数的变异性。

1.1 模型构建

模型由四种控制器（步长、时间、速度和位置）的不同组合构建而成，这种方法适用于模拟不同环境条件下（地面行走或跑步机行走）、不同年龄段的受试者或双任务研究中的人类行走。例如，包含所有控制器（步长、时间、速度和位置）的模型在跑步机行走时，其α值与实验数据显示出可接受的相似性。

1.2 能量消耗与参数控制

一般认为人类平均运动近似最优，对于每个自选速度，会选择步长以最小化能量消耗。如图所示，对步长和时间无控制的模型（c_VP）无法达到期望的最优值，且该模型的步长标准差远高于其他模型和实验数据。这表明在跑步机上行走时，为节省代谢能量，除了控制速度和位置，中枢神经系统还需控制步长和时间。

1.3 跑步机行走位置控制理论

关于跑步机上人类位置控制有两种理论。一种认为只有当身体靠近跑步机边缘时才会纠正位置；另一种则提出了“懒惰控制器”理论。所提出的模型倾向于后一种理论，通过为位置控制器系数选择较小的值来体现。

1.4 跑步机与地面行走的差异

多项研究探讨了跑步机和地面行走的差异与相似性。其中一个差异是地面行走时存在速度的统计持续性，而跑步机上则没有。c_TL模型的结果在α（DFA）方面与地面行走相似，这表明在地面自选速度行走时，中枢神经系统可能仅控制步长和时间，而不需要（或只需“懒惰”）速度控制。

添加速度控制到模