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인체의 근골격계 모델을 이용해 근력을 예측하기 위해서는 인체 및 근육의 물성치를 알아야 한다. 하지만 이러한 물성치들은 측정하기도 어렵고 사람마다 편차도 크다. 따라서 이러한 물성치들의 변화에 따라 근력이 얼마나 달라지는지 예측할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 인체 및 근육 물성치의 불확실성을 고려하여 의자에서 일어서는 동작 시 인체 하지부의 근력을 예측하는 절차를 정립하는 것이다. 인체 하지부는 8 개의 Hill-type 근육-건 모델이 포함되어 있는 다물체 시스템으로 모델링 하였다. 이 모델은 시상면(sagittal plane)에서 평면운동을 하는 4 자유도 시스템이다. 각 근력은 일어서는 운동을 하는 동안 근육이 소모한 에너지가 최소화 되도록 근력이 결정된다는 가정 하에 최적화 방법을 이용하여 구하였다. 또한 인체 물성치가 불확실성을 가질 때 근력의 표준편차를 First Order Reliability Method 를 이용해 구하였다. 그 결과 주동근 근력의 표준편차는 150~300N 로 상당히 크게 계산되는 것을 알 수 있었다.

Biomechanical models are often used to predict muscle and joint forces in the human body. For estimation of muscle forces, the body and muscle properties have to be known. However, these properties are difficult to measure and differ from person to person. Therefore, it is necessary to predict the change in muscle forces depending on the body and muscle properties. The objective of the present study is to develop a numerical procedure for estimating the muscle forces in the human lower extremity under uncertainty of body and muscle properties during rising motion from a seated position. The human lower extremity is idealized as a multibody system in which eight Hill-type muscle force models are employed. Each model has four degrees of freedom and is constrained in the sagittal plane. The eight muscle forces are determined by minimizing the metabolic energy consumption during the rising motion. Uncertainty analysis is performed using a first-order reliability method. The one-standard-deviation range of agonistic muscle forces is calculated to be about 150-300 N.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
지진 해석시 선형탄성파괴역학 측면에서의 관통 균열 배관에 대한 가진 방법론 검토 김종성, 김용우 pp.1157-1162
예방교체부품을 가지는 전자파차폐용 문세트의 신뢰성입증시험법 김도식, 신정훈, 이효경, 장진, 남태연, 정동수 pp.1171-1177
분극 시간에 따른 압전 페인트 센서의 압전 특성 연구 강래형, 한대현, 박승복 pp.1069-1074
알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재 루프를 적용한 초고속 자기부상 열차의 차체 경량화 설계 연구 신광복, 강승구, 박기준, 이은규, 윤일노 pp.1093-1100
비접촉식 초음파 수신기를 이용한 초음파 비선형성 측정 장경영, 김종범 pp.1133-1137
비국부 이론을 이용한 입자 강화 복합재 이중후방응력 소성 구성방정식 모델 및 전단밴드 분석 윤수진, 김신회, 박재범, 정규동 pp.1057-1068
실 운전조건을 고려한 가스터빈 블레이드 수명평가 최우성, 송기욱, 장성용, 김범수 pp.1185-1191
굽힘 하중하의 고장력강 용접 연결부의 피로 평가 박준협, 이명우, 김윤재 pp.1163-1169
KTX 승강문 시스템의 신뢰도 배분 장무성, 최병오, 이정훈 pp.1179-1184
SiO2 나노 콜로이드 량이 다른 Si3N4의 열처리에 따른 마모 특성 남기우, 안석환 pp.1117-1123
상온-저온 RF 커플러 유한요소해석 유정훈, 김한솔, 이학용, 박찬, 이재열, 임동열, 현명욱 pp.1101-1107
통계적 형상 분석을 이용한 대퇴골의 파라메트릭 형상 모델링 김재정, 최명환, 구본열, 채제욱 pp.1139-1145
의자에서 일어서는 동작 시 불확실성을 고려한 인체 하지부 근력 해석 유홍희, 조영남, 강문정, 채제욱 pp.1147-1155
복합 구조물의 충격 응답 특성을 이용한 취약성 평가 모델 연구 박준홍, 박정원, 구만회 pp.1125-1131
패키지 기판의 Warpage 해석을 위한 열팽창계수의 측정 및 평가 주진원, 양희걸 pp.1049-1056
특징형상 기반 기자재 3D CAD 조립체 데이터 간략화 시스템 개발 문두환, 김병철, 권순조, 박선아, 한순흥 pp.1075-1084
광센서를 이용한 로터리 보빈용 단채널 밑실 감지기 개발에 관한 연구 변지수, 정용섭, 조장현 pp.1085-1091
차량용 휠체어 이송수납메커니즘의 개발에 관한 연구 임구, 김용석, 레콴환, 정영만, 오동관, 오지우, 여찬호, 양순용 pp.1109-1116

참고문헌 (17건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 Hill, A. V., 1938, “The Heat of Shortening and Dynamic Constants of Muscle,” Proc. of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, Vol. 126, No. 843, pp. 136~195. 미소장
2 Huxley, A. F., 1958, “Muscle Structure and Theories of Contraction,” Progress in Biophysical Chemistry, Vol. 7, pp. 225~318. 미소장
3 A model of lower extremity muscular anatomy. 네이버 미소장
4 Adjustments to Zatsiorsky-Seluyanov's segment inertia parameters 네이버 미소장
5 An optimal control model for maximum-height human jumping 네이버 미소장
6 Muscle coordination of maximum-speed pedaling 네이버 미소장
7 Dynamic optimization of human walking. 네이버 미소장
8 Feedback gains for correcting small perturbations to standing posture 네이버 미소장
9 Neuromusculoskeletal modeling: estimation of muscle forces and joint moments and movements from measurements of neural command. 네이버 미소장
10 Forsythe, G. E. and Malcolm, B. F., 1977, Computer Methods for Mathematical Computation, Prentice-Hall, Englewood Cliffs. 미소장
11 Menegaldo, L. L., Fleury, A. T. and Weber, H. I., 2004, “Moment Arms and musculotendon lengths Estimation for a Three-dimensional Lower-limb model,” Journal of Biomechanics, Vol. 37, No. 9, pp. 1447~1453. 미소장
12 Biomechanical modeling and optimal control of human posture 네이버 미소장
13 A musculoskeletal model of the human lower extremity: The effect of muscle, tendon, and moment arm on the moment-angle relationship of musculotendon actuators at the hip, knee, and ankle 네이버 미소장
14 Sit-to-stand movement pattern. A kinematic study. 네이버 미소장
15 A model of human muscle energy expenditure. 네이버 미소장
16 Analysis of body segment parameter differences between four human populations and the estimation errors of four popular mathematical models. 네이버 미소장
17 Clinical biomechanics calenda 네이버 미소장