Matching of a Hierarchical Muscle Fatigue Model with Subject-specific Endurance Times EVALUATED

Detalhes: Este estudo tem como objectivo primordial a implementação de um módulo de recrutamento hierárquico num modelo de fadiga muscular periférica (PMF) existente num ambiente de dinâmica multicorpo. O modelo hierárquico pretende simular o recrutamento dos diferentes tipos de unidades motoras (MU), representando macroscopicamente o fenómeno de contracção muscular durante longos períodos de tempo. A PMF é modelada com um sistema de controlo tri-compartimentado, definindo a evolução temporal do estado de fadiga duma dada MU. Este sistema está incluído numa estrutura em pilha LIFO que modela o recrutamento hierárquico de cada MU. A implementação do modelo num ambiente de sistema multicorpo permite, em dinâmica inversa, a simulação do desenvolvimento de PMF sabendo a cinemática de uma certa tarefa. Incluir a estrutura muscular na formulação de dinâmica multicorpo origina um sistema indeterminado, cuja indeterminação está relacionada com a questão da redundância muscular. Para resolver o sistema, é utilizado um algoritmo de optimização SQP. Foram adquiridos dados experimentais num laboratório de biomecânica de forma a determinar tempos de resistência máximos (MET) ao nível do cotovelo em 10 sujeitos diferentes (5 homens; 5 mulheres). Combinando os dados experimentais com um modelo musculoesquelético do membro superior, propôe-se um algoritmo de model matching. Após aplicação deste algoritmo, os dados experimentais fora comparados com dados sintéticos. Ambos mostraram o comportamento espectável de solicitação e decaimento de força muscular. O trabalho é concluído com um algoritmo para estimar o rácio entre os diferentes tipos de MU, cujos resultados determinam uma solução óptimal para os MET.

Discussão: novembro 28, 2012, 16:0

Orientação

AUTOR

João António Sobral Leite Veiga (ist158757)

CO-ORIENTADOR

Mamede de Carvalho

Universidade de Lisboa - Faculdade de Medicina

Professor Catedratico

ORIENTADOR

Miguel Pedro Tavares da Silva

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar