• 제목/요약/키워드: 근골격모델

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근골격 모델과 참조 모션을 이용한 이족보행 강화학습 (Reinforcement Learning of Bipedal Walking with Musculoskeletal Models and Reference Motions)

  • 전지웅;권태수
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제29권1호
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    • pp.23-29
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    • 2023

  • 본 논문은 강화학습을 통해 이족보행에 대한 모션 캡처를 통해 참조 모션의 데이터들을 기반으로 근골격 캐릭터의 시뮬레이션을 적은 비용으로 높은 품질의 결과를 얻을 방법을 소개한다. 우리는 참조 모션 데이터를 캐릭터 모델이 수행할 수 있게끔 재설정을 한 후, 강화학습을 통해 해당 모션을 학습하도록 훈련시킨다. 참조 모션 모방과 근육에 대한 최소한의 메타볼릭 에너지를 결합하여 원하는 방향으로 근골격 모델이 이족보행을 수행하게끔 학습한다. 이러한 방법으로 근골격 모델은 기존의 수동으로 설계된 컨트롤러보다 적은 비용으로 학습할 수 있으며 높은 품질의 이족보행을 수행할 수 있게 된다.

  • https://doi.org/10.15701/kcgs.2022.29.1.23 인용 PDF

최적화 기법에 의한 인체 하지 근골격 시스템의 최적제어 모델 개발 (An optimization approach for the optimal control model of human lower extremity musculoskeletal system)

  • 김선필
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.54-64
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    • 2005

  • 인체 하지 근골격 시스템의 수학적 모델에 대해 최적제어 기법을 이용하여 최대 높이뛰기 운동을 재현하였다. 근육의 비선형 동적특성에 의해 순동역학 접근방법을 사용하였으며 최적제어는 최적화 프로그램인 마이크로 유전알고리즘과 VF02 비선형 최적화 프로그램을 적용하였다. 최대 높이뛰기 운동을 위한 근골격 모델에서 유전알고리즘만으로는 최적해를 얻을 수가 없었다. 유전알고리즘의 해를 비선형 최적화 프로그램의 초기 예측값으로 하여 도약시간에 따른 최적의 운동 신경자극도를 결정하였다. 이러한 접근방법은 초기의 인위적 예측값 없이 최대높이뛰기 운동에 대한 전역해를 제공하였다.

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근골격 모델을 이용한 대퇴절단환자의 계단보행에 대한 동역학 해석 (Dynamic Analysis of Stair Climbing for the Above-knee Amputee with Musculoskeletal Models)

  • 배태수;김신기;문무성
    • 한국정밀공학회지
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    • 제24권7호
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    • pp.133-138
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    • 2007

  • It is important to understand the characteristics of amputee gait to develop more advanced prostheses. The aim of this study was quantitatively to analyze the stair climbing task for the above-knee amputee with a prosthesis and to predict muscle forces and joint moments at musculoskeletal joints by dynamic analysis. The three-dimensional musculoskeletal model of lower extremities was constructed by gait analysis and transformation software for one above-knee amputee and ten healthy people. The measured ground reaction forces and kinematical data of each joint by gait analysis were used as input data during inverse dynamic analysis. Lastly, dynamic analysis of above-knee amputee during stair climbing were performed using musculoskeletal models. The results showed that summed muscle farces of hip extensor of amputated leg were greater than those of sound leg but the opposite results were revealed at hip abductor and knee flexor of amputated leg. We could also find that the higher moments at hip and knee joint of sound leg were needed to overcome the flexion moment caused by body weight and amputated leg. In conclusion, dynamic analysis using musculoskeletal models may be a useful mean to predict muscle forces and joint moments for specific motion tasks related to rehacilitation therapy..

  • PDF KSCI

다중 압력분포 기반의 착석 자세 분류를 위한 CNN 모델 구현 (Implementation of CNN Model for Classification of Sitting Posture Based on Multiple Pressure Distribution)

  • 서지윤;노윤홍;정도운
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.73-78
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    • 2020

  • 근골격 질환은 착석 자세로 업무 및 학업을 장시간 진행하거나 잘못된 자세 습관으로 발생하는 경우가 많다. 일상생활에서 근골격 질환을 예방하기 위해서는 실시간 착석자세 모니터링을 통해 잘못된 자세를 바른 자세로 유도하는 것이 가장 중요하다. 본 논문에서는 의자에 밀착된 착석 정보를 무 구속적으로 검출하기 위하여 다채널 압력센서 기반의 자세 측정 시스템과 사용자의 착석 자세 분류를 위한 CNN 모델을 제안한다. 제안된 CNN 모델은 착석 자세 정보를 기반으로 압력분포에 따른 사용자의 5가지 자세 분석이 가능하다. 필드테스트를 통한 자세 분류 신경망의 성능평가를 위하여 10명의 피실험자를 대상으로 분류결과에 대한 정확도, 재현율, 정밀도 및 조화 평균을 확인하였다. 실험 결과, 99.84%의 accuracy, 99.6%의 recall, 99.6%의 precision, 99.6%의 F1을 확인하였다.

  • PDF KSCI

슬관절 등속 운동시 하지근육구동모델;모의실험과 임상실험 (Musculoskeletal model during isokinetic knee motion;Simulation and Experiment)

  • 배태수;조현석;강성재;최경주;김신기;문무성
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1554-1559
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    • 2003

  • This study validated the musculoskeletal model of the human lower extremity by comparative study between calculated muscle parameters through simulation using modified hill-type model and measured them through isokinetic exercise. And the relationship between muscle forces and moments participated in motion was quantified from the results of simulation. For simulation of isokinetic motion, a three-dimensional anatomical knee model was constructed using trials of gait analysis and the EMG-force model was used to determine muscle activation level exciting muscles. The modified Hill-type model was used to calculate individual muscle forces and moments in dynmaic analysis and the results were validated by comparing them of experiments on BIODEX. The results showed that there was a high correlation between calculated torques from simulation and measured them from experiments for isokinetic motion(R=0.97). Therefore we concluded that the simulation by using musculoskeletal model was so useful means to predict and convalesce musculoskeletal-related diseases, and analyze unrealizable experiment such as clash condition.

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