- 现有**人体肌肉骨骼模型(musculoskeletal model)** 大多基于**刚体多连杆系统(rigid-body multi-link system)**,无法准确处理刚性人体骨骼与柔性假肢之间的相互作用力
- 对穿着**运动假肢(sport prosthesis)** 的运动员进行运动分析是一个具有挑战性的问题,需要同时考虑人体骨骼和假肢变形的动力学耦合
- 基于**软-刚混合连杆系统(soft-rigid hybrid-link system)**,将**柔性杆变形模型(flexible rod deformation)** 与**刚体多连杆模型** 统一在同一公式框架中
- 应用**逆运动学(inverse kinematics)** 从**运动捕捉数据(motion capture data)** 重建人体和假肢的运动轨迹
- 应用**逆动力学(inverse dynamics)** 估计**关节力矩(joint torques)** 和**地面反作用力(ground reaction force, GRF)**,并考虑**肌肉截肢(muscle amputation)** 和假肢变形相互作用下的**肌肉力估计(muscle force estimation)**
- **跨领域融合**:将**软体机器人(soft robotics)** 领域的高速柔性杆变形建模方法引入人体运动分析,构建统一的**混合连杆系统公式化(hybrid-link system formulation)**
- **刚柔耦合动力学**:首次在**假肢运动员运动分析** 中同时处理**刚性骨骼** 和**柔性假肢** 的动力学交互,突破了传统刚体模型的局限
- **验证与扩展**:通过人体实验验证**逆动力学** 估计地面反作用力的**误差约12%**,并进一步提供考虑**肌肉截肢** 和假肢变形的**肌肉力估算**,使分析更贴近实际
- 提出了一种面向**穿着柔性假肢运动员** 的**运动分析框架(motion analysis framework)**,能够有效处理刚柔混合系统的动力学问题
- 在**地面反作用力估计** 上实现约12%的误差,展示了该框架在实际运动分析中的可行性和准确性
- 开源了**肌肉力估计** 方法,同时考虑**假肢变形** 和**肌肉截肢**,为后续**生物力学(biomechanics)** 和**假肢设计(prosthesis design)** 研究提供了新思路