Специализированное биомеханическое программное обеспечение решает проблему сложного движения по изогнутой траектории, создавая «виртуальный сегмент лаборатории», который движется вместе с испытуемым. Вместо измерения движения относительно статической комнаты, программное обеспечение конструирует эгоцентрическую систему отсчета, привязанную к ориентации таза испытуемого, что позволяет определять направление скольжения относительно человека, а не пола.
Основная проблема анализа движения по изогнутой траектории заключается в том, что направление «вперед» испытуемого постоянно меняется. Переориентируя систему координат на анатомию испытуемого, исследователи могут игнорировать глобальную геометрию комнаты и сосредоточиться исключительно на механике скольжения относительно тела.
Проблема криволинейного движения
Ограничения глобальных систем
В стандартной биомеханической лаборатории движение обычно отслеживается с использованием глобальной системы координат. Это фиксированная сетка (оси X, Y и Z), наложенная на физическую комнату.
Почему глобальная система не работает на кривых траекториях
Когда испытуемый идет по прямой, глобальная ось X легко совмещается с направлением его движения. Однако при повороте направление движения испытуемого постоянно меняется.
В этом сценарии статическая глобальная система координат не может отличить боковое (из стороны в сторону) движение от естественного вращения при повороте. Это делает необработанные глобальные данные практически бесполезными для определения конкретных векторов скольжения.
Техническое решение: эгоцентрические системы отсчета
Создание виртуального сегмента лаборатории
Для решения проблемы направления движения специализированное программное обеспечение создает виртуальный сегмент лаборатории. Это динамическое вычисление, которое фактически отделяет систему координат от пола.
Привязка к тазу
Этот виртуальный сегмент создается с использованием эгоцентрической системы отсчета. Программное обеспечение определяет эту систему на основе конкретно ориентации таза испытуемого.
Когда испытуемый поворачивается, система координат вращается вместе с ним. Программное обеспечение рассматривает таз как «центр» вселенной для данного набора данных, гарантируя, что расчеты следуют за человеком, а не за комнатой.
Преобразование данных в осмысленные выводы
Определение анатомических плоскостей
После установления эгоцентрической системы программное обеспечение может рассчитывать скорость и направление скольжения в терминах, имеющих биомеханический смысл.
Оно преобразует сложные трехмерные данные комнаты в интуитивно понятные анатомические плоскости:
- Переднее-заднее: Направление, строго связанное с передней и задней частью испытуемого.
- Среднее-боковое: Направление, строго связанное с левой и правой стороной испытуемого.
Выделение скольжения
Это разделение имеет решающее значение. Оно позволяет исследователям определить, произошло ли скольжение из-за того, что стопа соскользнула наружу (среднее-боковое), или проскользнула вперед (переднее-заднее), независимо от того, куда был обращен человек в комнате в данную миллисекунду.
Понимание технических ограничений
Зависимость от стабильности таза
Точность этого метода полностью зависит от предположения, что таз представляет собой истинную траекторию движения тела.
Если испытуемый демонстрирует чрезмерное вращение таза, не связанное с его траекторией ходьбы, или если маркеры размещены неправильно, «виртуальный сегмент лаборатории» может сместиться, искажая данные о направлении скольжения.
Сделайте правильный выбор для вашего исследования
Если вы настраиваете протоколы для нелинейного анализа походки, подумайте, как вы определяете «направление».
- Если ваш основной интерес — отделение механики скольжения от механики поворота: Убедитесь, что ваше программное обеспечение поддерживает динамические, эгоцентрические системы отсчета, чтобы нейтрализовать кривизну траектории.
- Если ваш основной интерес — клиническая применимость: Приоритезируйте получение передне-задних и средне-боковых значений, поскольку они наиболее непосредственно коррелируют со стратегиями баланса человека и риском падения.
Зафиксировав систему координат на тазу, вы преобразуете хаотичные глобальные данные в четкое, ориентированное на испытуемого представление о стабильности.
Сводная таблица:
| Функция | Глобальная система координат | Эгоцентрическая система отсчета |
|---|---|---|
| Точка отсчета | Статическая комната/пол (X, Y, Z) | Таз испытуемого |
| Тип движения | Идеально для прямолинейных траекторий | Необходимо для криволинейных/нелинейных траекторий |
| Направление | Фиксированное; не адаптируется к поворотам | Динамическое; вращается вместе с испытуемым |
| Вывод данных | Необработанные координаты комнаты | Анатомические плоскости (ПЗ/СБ) |
| Основное применение | Общее отслеживание движения | Исследование точного скольжения и стабильности |
Повысьте эффективность вашей обуви с 3515
Являясь крупным производителем, обслуживающим дистрибьюторов и владельцев брендов, 3515 предлагает комплексные производственные возможности для всех типов обуви, опираясь на нашу флагманскую серию защитной обуви. В требовательной области анализа походки и сопротивления скольжению правильная обувь так же важна, как и программное обеспечение, используемое для ее измерения.
Наше обширное портфолио охватывает рабочие и тактические ботинки, обувь для активного отдыха, тренировочную обувь и кроссовки, а также классическую и официальную обувь для удовлетворения ваших разнообразных оптовых потребностей. Независимо от того, разрабатываете ли вы подошвы с противоскользящими свойствами для клинических исследований или прочные ботинки для промышленного использования, мы предоставляем производственное превосходство и техническую точность, необходимые вашему бренду для лидерства на рынке.
Готовы масштабировать производство обуви с надежным партнером?
Свяжитесь с 3515 сегодня, чтобы обсудить ваши потребности в оптовом производстве!
Ссылки
- Corbin M. Rasmussen, Nathaniel H. Hunt. Slipping mechanics during walking along curved paths depend on the biomechanical context at slip onset. DOI: 10.1038/s41598-022-21701-7
Эта статья также основана на технической информации из 3515 База знаний .
Люди также спрашивают
- Когда следует менять ботинки для лошадей? Руководство по защите вашей лошади от травм
- Почему компонент зуммера интегрирован в системы безопасности? Повышение защиты работников в режиме реального времени
- Какова цель использования испытателя истирания во вращающемся барабане для оценки композитных материалов для обуви из кожи?
- Какую роль играет амортизирующая подошва в предотвращении мышечной усталости? Повышение производительности и выносливости
- Как следует чистить ботинки, чтобы обеспечить им долгий срок службы? Освойте руководство по уходу из 3 шагов
- Какова взаимосвязь между агрономическими данными и характеристиками обуви? Оптимизация сцепления и безопасности
- Как цена на ПВХ сапоги соотносится с ценой на резиновые сапоги? Раскрываем компромисс между стоимостью и эффективностью
- Как терапевтическая обувь помогает предотвратить рецидив язв стопы у пациентов с диабетом? Ключевые стратегии разгрузки