Journal of Power System Engineering (동력기계공학회지)

The Korean Society for Power System Engineering (한국동력기계공학회)
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Microscopic and Macroscopic Mechanics of Musculotendon Actuation

근육작용에 대한 미시적 또는 거시적인 메커니즘

  • 유삼상 (한국해양대학교 기계.에너지시스템공학부) ;
  • 임태우 (한국해양대학교 기관공학부) ;
  • 지상원 (부경대학교 기계시스템공학과)
  • Received : 2011.03.22
  • Accepted : 2011.07.20
  • Published : 2011.10.31
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Abstract

본 논문은 근수축을 이용한 근육 작용의 운동학을 다룬다. 첫째, 근육 해부학이 미시적 관점의 운동학에 대하여 검토되었으며, 다음으로 거시적 관점의 근육 운동학이 작동 이론을 설명하기 위해 공식화 되었다. 그리고 작동 모델을 평가하기 위해 시뮬레이션 결과가 제시된다. 본 연구는 마이크로미터 거리에 따라 생물학적 분자 운동이 어떻게 거시적 운동으로 바뀌는지를 설명하고 있다. 마지막으로 근육 모델이 거시적/미시적 작동용으로 여러 가지 역학의 형태로 이용될 수 있다는 것을 보인다.

Keywords

References

  1. M.J.A. Tyreman and J.E.Molly, 2003, "Molecular motor:nature's nanomachines", IEE Proc. Nanobiotech., Vol. 150, No. 3, pp. 95-102. https://doi.org/10.1049/ip-nbt:20031172
  2. J. T. Finer, R. M. Simmons and J.A. Spudich, 1994, "Single myosin molecule mechanics: piconewtons forces and nanometer steps", Nature 368 pp. 113-119. https://doi.org/10.1038/368113a0
  3. R. Herzog and R. Ait-Haddou, 2002, "Considerations on muscle contraction", J. Electro. Kinesiol., Vol. 12, No. 6, pp. 425-433. https://doi.org/10.1016/S1050-6411(02)00036-6
  4. T. L. Hill, 1989, "Free energy transduction and biochemical cycle kinetics", p. 119 (Springer, NewYork).
  5. N. P. Smith, C. J. Barclay and D.S.Loiselle, 2005, "The efficiency of muscle contraction", Prog. Biophys. Mol. Biol., Vol. 88, No. 1, pp. 1-58. https://doi.org/10.1016/j.pbiomolbio.2003.11.014
  6. T. A. Hudson, J. A. Bragg, D. C. Lin and S.P. DeWeerth, 2001, "An integrated circuit implementation of the Huxley sarcomere model", IEEE Trans. Biomed. Engr., Vol. 48, No. 12, pp. 1471-1479. https://doi.org/10.1109/10.966606
  7. A. V. Hill, 1953, "The mechanics of active muscle", Proc. R. Soc.(London) Series B Biol. Sci., 141, pp. 104-117. https://doi.org/10.1098/rspb.1953.0027
  8. A. F. Huxley, 1957, "Muscle structure and theories of contraction", Prog. Biophys. Chem., 7 pp. 255-318.
  9. A.M. Gordon, A.F. Huxley and F.J. Julian, 1996, "The variation in isometric tension with sarcomere length in vertebrate muscle fibers", J. Physiol., Vol. 184, No. 1, pp. 170-192.
  10. P.A. Huijing, 1998, "Muscle, the motor of movement: properties in function, experiment and modeling", J. Electro. Kinesiol., Vol. 8, No. 2, pp. 61-77. https://doi.org/10.1016/S1050-6411(97)00023-0
  11. B.M. Nigg and W. Herzog, 1999, "Biomechanics of the musculoskeletal system", (2nd ed. Chichester, John Wiley & Sons).
  12. F.E. Zajac, 1989, "Muscle and tendon: Properties, models, scaling and application to biomechanics and motor control", Crit. Rev. Biomed. Engr., Vol. 17, No. 4, pp. 359-411.
  13. G.J.C. Ettema and K. Meijer, 2000, "Muscle contraction history: modified Hill versus and exponential decay model", Biol. Cybernet., 83, pp. 491-500. https://doi.org/10.1007/s004220000190
  14. B. Hannaford and J.M. Winters, 1990, "Actuator properties and movement control: Biological and technological models, In Multiple Muscle Systems: Biomechanics and Movement Organization", pp. 101-120, (New York: Springer-Verg)
  15. G. K. Klute, J. M. Czerniecki and B. Hannaford, 1999, "McKibben artificial muscles: pneumatic actuators with biomechanical intelligence", IEEE/ASME Int. Conf. Adv. Intell. Mechatro. (AIM'99), Atlanta, GA, USA.
  16. R. L. Lieber, 1999, "Skeletal muscle is a biological example of a linear electro-active actuator", Proc. SPIE 6th Int. Symp. Smart Struct. Mat., San Diego, CA, USA