hrvatski

O dinamičkom utjecaju simetričnih podsustava čvrstih tijela na gibanja cjelovitog sustava

U dostupnoj literaturi postoje različiti matematički modeli analize i simulacije ljudskog hoda. Zbog izuzetne složenosti ljudskog tijela, kod tih modela uvedena su mnoga pojednostavljenja, a proučavano je uglavnom gibanje donjih udova, dok je gibanje gornjih udova zanemareno. Uključivanjem gornjih udova u model, zbog velikog broja stupnjeva slobode gibanja te nepoznavanja brojnih početnih i rubnih uvjeta, pri formiranju jednadžbi gibanja nastaju matematički oblici koji se ne mogu riješiti pa je bitne značajke gibanja potrebno utvrditi mjerenjem. U ovom radu je provedeno istraživanje utjecaja gibanja ruku pri različitim načinima hoda. Proučavan je utjecaj gibanja ruku na putanje središta masa cijelog tijela, na promjene središnjih dinamičkih momenata tromosti te na reakcijske sile podloge. Provedeno je mjerenje reakcijskih sila podloge te snimanje putanja karakterističnih točaka na tijelima ispitanika pri hodu normalnom brzinom i brzom hodu, s prirodnim njihanjem ruku te naglašenim njihanjem ruku, tj. njihanjem uz istu frekvenciju i različitu amplitudu. Osim toga, provedeno je mjerenje pri hodu kod kojeg su ispitanici nosili u obje ruke teret koji je iznosio približno 5, 10 i 15% težine ispitanika. Pri mjerenju je korišten sustav Elite s dvije CCD kamere te Kistler platforma za mjerenje sile na podlogu, a sudjelovalo je 52 ispitanika koji nisu bolovali niti imali oštećenja sustava za kretanje. Snimljene 3D koordinate karakterističnih točaka predstavljale su ulazne podatke za računalni program koji izračunava orijentacije segmenata, približne položaje središta zglobova, putanje središta masa cijelog tijela te središnje dinamičke momente tromosti tijekom snimljenog hoda. Da bi se omogućila usporedba podataka, provedena je normalizacija odabranih značajki hoda. Iz pojedinačnih uzoraka značajki hoda utvrđeni su tipični uzorci za svakog ispitanika. Iz tipičnih uzoraka svih ispitanika za određeni način hoda određeni su opći uzorci značajki hoda za svaki proučavani način hoda. Opći uzorci značajki hoda opisani su Fourierovim koeficijentima što omogućuje laku rekonstrukciju podataka. Utvrđene srednje vrijednosti normaliziranih komponenata putanja središta masa, središnjih dinamičkih momenata tromosti i komponenata reakcijskih sila podloge predstavljaju bazu podataka koja omogućuje usporedbu utvrđenih mehaničkih veličina za različite načine hoda. Uspoređujući opće uzorke značajki hoda, utvrđene su razlike za hod s prirodnim i naglašenim njihanjem ruku te je opisan utjecaj njihanja ruku na putanje središta mase cijelog tijela, središnje dinamičke momente tromosti i komponente reakcijskih sila podloge. Za različite proučavane načine hoda, ustanovljene su ovisnosti maksimalnog iznosa normalizirane vertikalne komponente reakcijske sile podloge o brzini hoda te težini tereta za slučaj hoda s teretom u obje ruke.

ljudski hod; analiza hoda; simulacija hoda; model donjih udova; gibanje gornjih udova; mjerenje; biomehanički model; putanja središta masa; središnji dinamički momenti tromosti; reakcijske sile podloge

nije evidentirano