30、人体上肢肌肉力预测与康复机器人及骨骼3D建模研究

人体上肢肌肉力预测与康复机器人及骨骼3D建模研究

在人体生物力学和康复工程领域，有两项重要的研究方向值得关注。一是关于上肢肌肉力的预测计算方法；二是人体骨骼的3D建模方法，以及为上肢康复设计合适的机器人。下面将详细介绍这些研究的相关内容。

上肢肌肉力预测计算方法

研究旨在利用捕获数据来预测上肢肌肉力，其过程包含三个主要步骤：
1. 逆动力学 ：通过对运动的反向分析，计算出产生该运动所需的力和力矩。
2. 生物力学模型 ：该模型能够确定上肢拮抗肌和协同肌的肌腱长度。
3. 优化算法 ：采用带有约束条件的优化算法来预测肌肉力，所估计的肌肉力与文献中呈现的肌电信号相符，具有较高的真实性。

康复机器人设计相关研究

为了设计用于帮助上肢受损患者进行康复训练的机器人，研究人员进行了人体运动分析。
- 研究背景 ：日常生活活动（ADLs）对于个体独立生活至关重要，但中风或事故导致的残疾患者往往存在肢体功能障碍，需要康复治疗。康复机器人能够持续、精确地辅助和活动患者的患肢，并提供测量数据，帮助治疗师监测患者的康复进展。电缆驱动并联机器人因其特性，在康复领域具有很大的优势。
- 研究方法
1. 运动捕捉系统设置 ：使用Qualisys运动捕捉系统，该系统由8台高分辨率红外摄像机和19个反射式被动标记组成，重点关注手部关节。
2. 活动选择 ：与