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Proyecto

Simulación de la marcha humana.

Sector
Cliente
Ministerio de Innovación y Ciencia

Simulación de la marcha humana en presencia de patologías unilaterales.

Desarrollo de software de simulación de la marcha humana:

  • Modelado del sistema músculo-esquelético en dos y tres dimensiones en base a datos antropométricos reales.
  • Parametrización de las variables del movimiento mediante splines de quinto grado evitando discontinuidad del Jerk.
  • Modelado de grupos musculares responsables del movimiento.
  • Modelado de la dinámica de activación y contracción de los distintos grupos musculares y estimación del coste metabólico total.
  • Creación de un esquema de optimización paramétrica con restricciones cuya solución representa el movimiento del cuerpo en un ciclo de marcha con un coste metabólico mínimo.

Tecnologías:

  • Dinámica de sistemas multicuerpo.
  • Dinámica de contracción y activación muscular.
  • Modelado del coste metabólico del transporte.
  • Parametrización mediante splines de continuidad C2, C3 y C4.
  • Optimización paramétrica.
  • Programación MATLAB.


Beneficios aportados

El estudio de la marcha humana mediante un esquema de optimización paramétrica permite simular el movimiento, las fuerzas musculares responsables del movimiento, las fuerzas de contacto y el coste metabólico sin necesidad de integrar las ecuaciones de movimiento del sistema musculo-esquelético. El coste computacional que representa este esquema de análisis es inferior al asociado a la clásica optimización dinámica (que requiere muchas integraciones).
El conocimiento de tales aspectos de la marcha humana es clave para el diseño de terapias de rehabilitación, prótesis y otros dispositivos para asistir a discapacitados. De igual forma, el modelo puede adaptarse a otras actividades humanas como el salto, la natación, la carrera, el pedaleo, etc. Los resultados de tales investigaciones tienen aplicación en el diseño de programas de entrenamiento para deportistas y en la prevención de lesiones.