[논문]의자에서 일어서는 자세에서의 인체 하지부 근력 예측

의자에서 일어서는 자세에서의 인체 하지부 근력 예측
Muscle forces of human lower extremity while rising from a chair 원문보기

조영남 (한양대학교 기계공학과) , 유홍희 (한양대학교 기계공학부)

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Menegaldo 등은 관절의 움직임에 따른 근육-건의 길이와 관절에 대한 모멘트팔 길이 변화를 근사다항식으로 나타내었다. 본 연구에서는 인체와 외부 물체 또는 외력과의 상호작용을 보다 쉽게 고려할 수 있는 인체모델을 만드는 것을 목표로 인체 하지의 근골격계를 Hill 의 근육 모델을 이용한 다물체 시스템으로 모델링 하였다. 이 모델을 이용하여 의자에서 일어서는 동작에서 근육이 발생시키는 힘과 무릎 관절에 작용하는 힘을 구해보았다.

의자에서 일어서는 운동에서 측면 방향으로 작용하는 힘은 상대적으로 작기 때문에 sagittal 평면에서 2차원 운동을 한다고 가정하였다. 각 분절들은 레볼루트 조인트로 연결되어 있다.

A. V. Hill은 근육의 수학적 모델을 제시하였고 F. E. Zajac은 Hill의 모델을 더욱 발전시켜 현재 가장 널리 쓰이고 있는 근육-건 모델을 제안하였다. R.
근골격계 모델을 이용해 의자에서 일어서는 동안 근육의 근력(Fig. 3)과 슬개골 압축력(Fig. 4), 즉 무릎뼈가 무릎 관절을 누르는 힘을 구해보았다. 또한 그 결과를 M.
4), 즉 무릎뼈가 무릎 관절을 누르는 힘을 구해보았다. 또한 그 결과를 M. I. Ellis 의 결과와 비교해 보았다.
본 연구에서는 인체 하지부의 근골격계를 네 개의 강체와 근육으로 이루어진 다물체 시스템으로 모델링하였다. 근육 모델은 F.
본 연구에서는 인체와 외부 물체 또는 외력과의 상호작용을 보다 쉽게 고려할 수 있는 인체모델을 만드는 것을 목표로 인체 하지의 근골격계를 Hill 의 근육 모델을 이용한 다물체 시스템으로 모델링 하였다. 이 모델을 이용하여 의자에서 일어서는 동작에서 근육이 발생시키는 힘과 무릎 관절에 작용하는 힘을 구해보았다.
하지부 모델은 정강이, 허벅지, 몸통, 무릎뼈의 네 강체와 네 개의 근육으로 모델링하였다.(Fig.

네 근육 이외의 다른 근육, 그리고 인체의 다른 분절들도 모델링하여 다양한 동작에서 좋은 결과를 얻을 수 있는 하지부 모델을 만드는 것이 앞으로의 과제로 남아있다.

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