Dissertação

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

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.
Dinâmica multicorpo, dinâmica de fadiga muscular, tempo de resistência máximo, model matching, unidade motora, optimização

Novembro 28, 2012, 16:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

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