Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

بسم الله الرحمن الرحیم استاد درس : دکتر توحیدخواه

Similar presentations


Presentation on theme: "بسم الله الرحمن الرحیم استاد درس : دکتر توحیدخواه"— Presentation transcript:

1 بسم الله الرحمن الرحیم استاد درس : دکتر توحیدخواه
ارائه دهنده : الهه نوروزی موضوع : مدلسازی دست براساس مدل عضله زاجاک

2 ) مدلسازی عضلانی - اسکلتی دست4 5) منابع
فهرست مطالب 1) مقدمه 2) تحریک عملکردی الکتریکی 3) چند نمونه از مدل­های عضله مدل هیل مدل کارنیل مدل زاجاک ) مدلسازی عضلانی - اسکلتی دست4 5) منابع

3 مقدمه

4 مقدمه تحریک الکتریکی عملکردی (FES)

5 مقدمه

6 مدل های عضله مدل هیل مدل کارنیل مدل زاجاک

7 مدل هیل

8 مدل کارنیل ni : ورودي عصبي فيلتر مرتبه اول: تعامل فعالسازي در عضله
F0 : نيروي فرضي نرماليزه شده T0 : نیروی نرمالیزه شده با scaling توسط نيروي ماكزيمم هر عضله B: ارتباط بين نيرو و سرعت مدل نیز عناصر غیرانقباضی باعث تولید نیروی غیر فعال در عضله می­باشند

9 مدل کارنیل

10 مدل زاجاک مدل‌ تاندوني- عضلاني زاجاک است كه ويژگي‌هاي استاتيك و ديناميك عضله و تاندون را با هم توجيه مي‌كند و یک مدل تحریک پذیر است.

11 ديناميک فعاليت مشخصه‌ به‌کارگيري ديناميک انقباض مدل زاجاک
پاسخ عضله به سيگنال تحريک به دو قسمت تقسيم شده است: ديناميک فعاليت مشخصه‌ به‌کارگيري اثر فرکانس ديناميک کلسيم اثر خستگي ديناميک انقباض مشخصه‌ طول- نيرو مشخصه‌ سرعت- نيرو نحوه‌ي ايجاد پتانسيل عمل و واكنش‌هاي شيميايي سلولي را در راستاي به‌كارگيري واحدهاي حركتي و توليد نيرو در عضله توجيه مي‌كند

12 ديناميک فعاليت مشخصه‌ به‌کارگيري مدل زاجاک
قطارهاي پالس مربعي با سه ويژگي دامنه‌ي پالس، پهناي پالس و فركانس مشخص مي‌شوند. ترتيب به‌كارگيري نيز مبتني بر اين اصل است که ابتدا فيبرهاي عصبي سطحي‌تر و فيبرهاي قطورتر تحريک مي‌شوند. با افزايش شدت تحريک، فيبرهاي عصبي عمقي‌تر و فيبرهاي باريک‌تر نيز تحريک مي‌گردند و واحدهاي حرکتي مربوط به آنها به‌کار گرفته مي‌شوند. در شرايطي كه شدت تحريك زير حد آستانه باشد، هيچ‌يك از واحدهاي حركتي به‌كار گرفته نمي‌شوند. با گذر از حد آستانه، هر چه شدت تحريک افزايش يابد، واحدهاي حركتي بيشتري به‌كار گرفته مي‌شوند تا جايي كه همه‌ي آن‌ها در انقباض عضله نقش خود را ايفا مي‌كنند و بيشترين نيرو در عضله توليد مي‌شود؛ پس از اين مرحله، وضعيت اشباع رخ مي‌دهد

13 ديناميک فعاليت اثر فرکانس موثر در مشخصه های کلسیم و خستگی
مدل زاجاک ديناميک فعاليت اثر فرکانس موثر در مشخصه های کلسیم و خستگی

14 ديناميک فعاليت ديناميک کلسيم مدل زاجاک
نحوه‌ي عملكرد يون كلسيم در امر انقباض فيبرهاي عضلاني فعاليت و عدم فعاليت عضله را با يك ديناميك همراه است. در اين رابطه، τac و τad به ترتيب ثابت زماني فعاليت و عدم فعاليت هستند. رفتار ديناميک کلسيم در اين پژوهش، به ازاي مقادير = 0.04 s τac = 0.07 s, τad در فرکانس 50 هرتز محاسبه شده است. Activation time constant De-activation

15 ديناميک فعاليت خستگمدل زاجاک اثر خستگي
رابطه‌ي λ(f) تابعي از فرکانس تحريک است که نشان‌دهنده‌ي وابستگي کامل خستگي به فرکانس است و β ضريب شکل‌دهي است تا وقتي تحريكي به آن اعمال نشود، تابع برازندگي حداكثر مقدار خود را دارد. پس از آنكه سيگنال تحريك را اعمال كرديم، عضله شروع به خسته شدن مي‌كند و تابع برازندگي كاهش مي‌يابد. چنانچه تحريك قطع شود، عضله به سمت بهبود پيش مي‌رود تا جايي كه تابع برازندگي مجددا به مقدار يك مي‌رسد.

16 ديناميک انقباض مدل زاجاک مشخصه‌ طول- نيرو
بيشينه نيرو در طول بهينه عضله اتفاق مي‌افتد و اين نيرو هم در جهت انقباض هم‌مركز و هم در جهت انقباض خارج از مركز كاهش مي‌يابد. د. يك تابع شبه گوسي

17 ديناميک انقباض مدل زاجاک مشخصه‌ سرعت- نيرو
در مقايسه با انقباض هم اندازه، انقباض هم مركز، نيروي كمتر و انقباض خارج از مركز نيروي بيشتري در عضله توليد مي‌كند. د.

18 پیاده سازی مدل عضله

19 پیاده سازی مدل اسکلتی

20 مدل کامل دست

21 عملکرد مدل کامل

22 منابع [1] Lynch C.L, Popovic M.R., “Closed-Loop Control for FES: Past Work and Future Directions”, Proceedings of 10th Annual Conference of the International FES Society: Canada, p.p , 2005 [2] Ferrarin M., Palazzo F., Riener R., Quintern J., “Model-Based Control of FES-Induced Single Joint Movements”, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, Vo. 9, No. 3, p.p , 2001 [3] Amir Karniel, Gideon F. Inbar. Department Of Electrical Engineering, Technion-iit, Haifa 32000, Israel “A Model For Learning Human Reaching Movements” Biol. Cybern. 77, 173ð183 (1997) [4] Development of a Hill-Type Muscle Model With Fatigue for theCalculation of the Redundant Muscle Forces using Multibody Dynamics, ANDRÉ FERRO PEREIRA, 2009 [5] مجتهدی، کیوان؛ کنترل حرکت بازتوانی دست رسانی با استفاده از روش کنترل پیش بین مبتنی ب بر مدل (پایان­نامه کارشناسی ارشد)، انتشارات دانشگاه صنعتی امير‌كبير، تهران، بهمن،1389 [6] حسام شریعتی، نگین؛ کنترل بازتواني دست فلج براي حرکت دست‌رساني با استفاده از تحريک الکتريکي عملکردي (پایان­نامه کارشناسی ارشد)، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر, تهران، تابستان 1391‌

23 تونل ها می گویند: همیشه راه هست حتی در دل کوه ها با تشکر از توجه شما


Download ppt "بسم الله الرحمن الرحیم استاد درس : دکتر توحیدخواه"

Similar presentations


Ads by Google