华中科技大学韩芸耘与梁杰俊一等：平衡恢复过程中膝关节的扭矩调节机制
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Computers in Biology and Medicine
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Torque modulation mechanism of the knee joint during balance recovery
Wan Guangfu; Wang Peilin; Han Yunyun; Liang Jiejunyi
Published：2024-04-16
DOI：10.1016/j.compbiomed.2024.108492
研究背景
随着社会的发展，人们对于平衡控制系统和自然人机交互的需求日益增长。然而，在研究中，膝关节的扭矩调节机制往往被忽视，因为在平衡恢复过程中其活动范围有限。这给建立基于倒立摆模型的计算机模拟中膝关节扭矩调节机制的数学模型带来了挑战。
研究内容
这项研究旨在提供一个受感觉运动转换理论启发的简化线性反馈模型，揭示膝关节的扭矩调节机制。通过对涉及支撑面平移扰动的实验数据进行验证，模型表现出很强的解释力（R<sup>2</sup>值范围为0.77至0.90）和低误差（RMSE范围为0.035至0.072）。研究发现，膝关节扭矩采用了一种方向特定的策略，具有可调节的反馈增益。这些结果表明，该简化线性模型可用于开发辅助系统，并揭示平衡恢复机制的洞见。
研究意义
本研究的创新点在于提出了一个简化的线性模型，揭示了膝关节的扭矩调节机制，为开发辅助系统和了解平衡恢复机制提供了新的视角。
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