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Imitación virtual del movimiento humano

Durante el movimiento, los sistemas muscular y esquelético pueden ser controlados a gran escala. Ahora, la manera en que estos movimientos se realizan ha sido hasta ahora difícil de simular. Ante este desafío, un instituto de investigación búlgaro propone un procedimiento integrado para el diseño del control en la simulación por ordenador de movimientos dirigidos y no dirigidos. Este procedimiento puede revestir gran importancia en muchos campos, como la ingeniería biomecánica, la animación humana, la realidad virtual y la robótica.
Imitación virtual del movimiento humano
El movimiento humano, resultado final de una actividad sinérgica entre músculos y articulaciones, depende estrechamente de una dinámica multicorporal sumamente complicada. Caminar, correr, saltar, asir o lanzar son movimientos simples interrelacionados por una sucesión continua de cambios complejos de lugar y postura del cuerpo. En todos los casos, el sistema musculoesquelético se mantiene completamente controlado mediante mecanismos no explícitos que necesitan exploraciones adicionales para que se pueda simular el movimiento humano de manera realista.

Éste ha sido el motivo por el que este grupo de investigadores búlgaros desarrolló una estrategia integral de diseño del control en simulaciones informáticas de los movimientos humanos voluntarios e involuntarios. Para los movimientos involuntarios, no dirigidos en términos de espacio-tiempo o fuerza-tiempo, el enfoque incluye un método de aprendizaje de control que explota la simulación dinámica repetida y la evaluación del movimiento. Por otro lado, en los movimientos dirigidos, como los de cambios de postura, pueden usarse controladores de retroalimentación con la adecuada robustez y capacidad para simular los movimientos humanos.

Se han verificado los métodos extremadamente eficaces de simulación de sistemas biomecánicos multicorporales a través de dos estudios de casos diferentes que incluyen modelos de movimientos dirigidos y no dirigidos. La estructura variable y los parámetros del sistema de control empleados permitieron la optimización de la realización del movimiento simulado, por ejemplo en cuanto a tiempo de ejecución y energía de control. Además, se ha verificado y evaluado la idoneidad del algoritmo de aprendizaje de control desarrollado mediante la simulación por ordenador de un modelo dinámico completo.

Recurriendo a modelos dinámicos realistas en la simulación del movimiento de estructuras articuladas se puede facilitar el desarrollo de nuevas técnicas de control de aparatos protésicos o mejorar las existentes. La adopción del método presentado puede contribuir significativamente al desarrollo de estrategias de movimiento y fuerzas articulares, musculares y de tendones en personas que realizan tareas manuales específicas. Pueden encontrarse otras aplicaciones útiles en el área de la optimización ergonómica de herramientas, puestos de trabajo e interfaces hombre/máquina.

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Número de registro: 80842 / Última actualización el: 2005-09-18
Dominio: TI, Telecomunicaciones