全身筋骨格シミュレーションによる二足歩行のバランス制御と転倒
Bipedal Balance Control with Whole-body Musculoskeletal Standing and Falling Simulations
全身筋骨格モデルと階層的制御を用いて、立位バランスの時空間ダイナミクスや筋損傷の影響、転倒時の接触パターンを明らかにし、股関節外骨格支援の効果も示した。
詳しい要約
1. どんなもの？
2. 先行研究と比べてどこがすごい？
3. 技術・手法の肝は？
4. どうやって有効だと検証した？
5. 議論はある？
6. 次に読むべき論文は？
※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。
著者: Chengtian Ma, Yunyue Wei, Chenhui Zuo, Chen Zhang, Yanan Sui
分類: cs.RO, cs.AI, cs.SY, eess.SY
原文アブストラクト
Balance control is important for human and bipedal robotic systems. While dynamic balance during locomotion has received considerable attention, quantitative understanding of static balance and falling remains limited. This work presents a hierarchical control pipeline for simulating human balance via a comprehensive whole-body musculoskeletal system. We identified spatiotemporal dynamics of balancing during stable standing, revealed the impact of muscle injury on balancing behavior, and generated fall contact patterns that aligned with clinical data. Furthermore, our simulated hip exoskeleton assistance demonstrated improvement in balance maintenance and reduced muscle effort under perturbation. This work offers unique muscle-level insights into human balance dynamics that are challenging to capture experimentally. It could provide a foundation for developing targeted interventions for individuals with balance impairments and support the advancement of humanoid robotic systems.
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