Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge


abschlussarbeiten:msc:dorschsarah

Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

Link zu dieser Vergleichsansicht

Beide Seiten der vorigen RevisionVorhergehende Überarbeitung
Nächste Überarbeitung
Vorhergehende Überarbeitung
Nächste ÜberarbeitungBeide Seiten der Revision
abschlussarbeiten:msc:dorschsarah [30.08.2018 11:41] – [Diskussion] Sarah Dorschabschlussarbeiten:msc:dorschsarah [03.09.2018 14:11] – [Hüpfverhalten des zweibeinigen Modells im ungestörten Fall] Sarah Dorsch
Zeile 25: Zeile 25:
  (Dörge et al., 2002).\\   (Dörge et al., 2002).\\ 
  
-Zur Entwicklung von Prothesen, Orthesen, Exoskeletten und Robotern stellt sich die Frage, wie der Mensch sich an seine Umgebung anpasst, um diese Regelstrategien nachbilden und auf ein technisches System übertragen zu können. \\  +Zur Entwicklung von Prothesen, Orthesen, Exoskeletten und Robotern stellt sich die Frage, wie der Mensch sich an seine Umgebung anpasst, um diese Regelstrategien nachbilden und auf ein technisches System übertragen zu können. Um sich diesem Thema anzunähern, wird hier das Hüpfen auf der Stelle untersucht, welches der vertikalen Schwingung der Lokomotion entspricht (Häufle et al., 2010). \\ 
- +
-Das Gehen oder Rennen als grundlegende Arten der Lokomotion erfordern die Schwerpunktbewegung in drei Dimensionen. Aufgrund der Komplexität der Interaktion zwischen Bestandteilen des mechanischen und des neuronalen Systems ist diese noch nicht vollständig verstanden. Um sich diesem Thema anzunähern, wird hier das Hüpfen auf der Stelle untersucht, welches der vertikalen Schwingung der Lokomotion entspricht (Häufle et al., 2010). \\ +
  
 Es fragt sich, welchen Einfluss beispielsweise die im Alter verringerte Muskelkraft auf unsere Bewegung hat (Hortobágyi und Devita, 2000). Oder wie wir unsere Bewegung auf anderen unebenen Untergründen anpassen, z. B. auf Kopfsteinpflaster. Auch das Laufen auf weichem Untergrund wie Gras, also ein nachgiebiger Boden, stellt eine alltägliche Bewegung unter Störung dar.\\  Es fragt sich, welchen Einfluss beispielsweise die im Alter verringerte Muskelkraft auf unsere Bewegung hat (Hortobágyi und Devita, 2000). Oder wie wir unsere Bewegung auf anderen unebenen Untergründen anpassen, z. B. auf Kopfsteinpflaster. Auch das Laufen auf weichem Untergrund wie Gras, also ein nachgiebiger Boden, stellt eine alltägliche Bewegung unter Störung dar.\\ 
  
-Ziel ist es, die Robustheit eines reflex-nutzenden neuromechanischen Hüpfmodells nach Geyer (Geyer et al., 2003) mittels simulativ aufgeprägter Störungen zu analysieren. Dabei werden sowohl sensorische Störungen, wie Rauschen oder Signalverzögerung, als auch mechanische Störungen, wie Beinlängenunterschiede oder Bodenhöhenveränderungen, betrachtet. Das Störverhalten wird anschließend anhand von Kriterien  quantifiziert, die die Stabilität, die Performance und die Effizienz des Hüpfmusters beschreiben, wie z. B. Anzahl der Hüpfer, Hüpfhöhe und metabolische Effizienz. In der Literatur wird angedeutet, dass der Bereich des stabilen Gehens und Rennens durch simulierte Asymmetrien zwischen den Beinen nicht zwangsläufig verringert wird und sogar für spezielle Asymmetrien des Beinwinkels beim Auftreten erweitert werden kann (Merker et al., 2015; Merker et al., 2011). Hierdurch und durch die Gegebenheiten in der Realität motiviert, wird das Hüpfverhalten unter asymmetrischen Bedingungen betrachtet. Dazu wird das Hüpfmodell um ein zweites Bein erweitert. Anschließend wird anhand von Bodenhöhenvariationen untersucht, in welchem Maße Störungen ausgeglichen werden können und ob sich dies in Abhängigkeit der Feedbackkonfiguration verändert. Des Weiteren wird an diesem Beispiel das Modell validiert, indem ein Vergleich der vorausgesagten Beinsteifigkeit mit experimentellen Ergebnissen angestellt wird. +Ziel ist es, die Robustheit eines reflex-nutzenden neuromechanischen Hüpfmodells nach Geyer (Geyer et al., 2003) mittels simulativ aufgeprägter Störungen zu analysieren. Dabei werden sowohl sensorische als auch mechanische Störungen betrachtet. Das Störverhalten wird anschließend anhand von Kriterien  quantifiziert, die die Stabilität, die Performance und die Effizienz des Hüpfmusters beschreiben. In der Literatur wird angedeutet, dass der Bereich des stabilen Gehens und Rennens durch simulierte Asymmetrien zwischen den Beinen nicht zwangsläufig verringert wird und sogar für spezielle Asymmetrien des Beinwinkels beim Auftreten erweitert werden kann (Merker et al., 2015; Merker et al., 2011). Hierdurch und durch die Gegebenheiten in der Realität motiviert, wird das Hüpfverhalten unter asymmetrischen Bedingungen betrachtet. Dazu wird das Hüpfmodell um ein zweites Bein erweitert. Anschließend wird anhand von Bodenhöhenvariationen untersucht, in welchem Maße Störungen ausgeglichen werden können und ob sich dies in Abhängigkeit der Feedbackkonfiguration verändert. Des Weiteren wird an diesem Beispiel das Modell validiert, indem ein Vergleich der vorausgesagten Beinsteifigkeit mit experimentellen Ergebnissen angestellt wird. 
 Zuletzt wird geprüft, ob eine adaptive Einstellung der Reflexparameter das Störverhalten verbessern kann. Diese Erkenntnisse können genutzt werden, um die Qualität von Assistenzsystemen, wie Prothesen und Orthesen, zu steigern, indem z. B. an den Menschen angepasste Regelungen verwendet werden. Zuletzt wird geprüft, ob eine adaptive Einstellung der Reflexparameter das Störverhalten verbessern kann. Diese Erkenntnisse können genutzt werden, um die Qualität von Assistenzsystemen, wie Prothesen und Orthesen, zu steigern, indem z. B. an den Menschen angepasste Regelungen verwendet werden.
  
Zeile 121: Zeile 119:
 der isolierten Feedbacks eingestellt. Daher unterscheiden sich die Topologien der Karten von den hier der isolierten Feedbacks eingestellt. Daher unterscheiden sich die Topologien der Karten von den hier
 vorgestellten. Dennoch ist das Stabilitätsgebiet auch hier zusammenhängend. Auffällig ist allerdings, vorgestellten. Dennoch ist das Stabilitätsgebiet auch hier zusammenhängend. Auffällig ist allerdings,
-dass in Schumacher (2017) die Stabilitätsgrenze bei wenig performanten Blendings liegt, während in dieser Arbeit eine 
-Steigerung der Performance bis zur Stabilitätsgrenze festgestellt werden kann. Auffällig ist allerdings, 
 dass in Schumacher (2017) die Stabilitätsgrenze bei wenig performanten Blendings liegt, während in dieser Arbeit eine dass in Schumacher (2017) die Stabilitätsgrenze bei wenig performanten Blendings liegt, während in dieser Arbeit eine
 Steigerung der Performance bis zur Stabilitätsgrenze festgestellt werden kann. Steigerung der Performance bis zur Stabilitätsgrenze festgestellt werden kann.
Zeile 135: Zeile 131:
 lässt, da die Verzögerung der Aktivierung schließlich zu groß wird und das schnelle Absinken des lässt, da die Verzögerung der Aktivierung schließlich zu groß wird und das schnelle Absinken des
 Massenschwerpunkts nicht mehr durch die Aktivierung unterbunden wird. Dies könnte der Grund Massenschwerpunkts nicht mehr durch die Aktivierung unterbunden wird. Dies könnte der Grund
-dafür sein, dass in der Sensor-Motor-Map die harte Grenze entsteht. Wird der Anteil des VFB zu groß, +dafür sein, dass in der Sensor-Motor-Map die harte Grenze entsteht.
-dominiert dieses aufschaukelnde Verhalten und führt damit zu dem beschriebenen Zusammenbrechen.+
 \\ \\
 \\ \\
-Trotz der Erweiterung des Modells um ein zweites Bein werden mit Simulationsergebnissen des einbei +Trotz der Erweiterung des Modells um ein zweites Bein werden vergleichbare Werte zu Simulationsergebnissen des einbeinigen Modells für die Hüpffrequenz und die Beinsteifigkeit gefunden (Farley und Morgenroth1999; Geyer, 2005; Schumacher, 2017).
-nigen +
-Modells vergleichbare Werte für die Hüpffrequenz und die Beinsteifigkeit gefunden. Vergleiche dazu Farley und Morgenroth (1999)Geyer (2005)Schumacher (2017).+
 \\ \\
 \\ \\
abschlussarbeiten/msc/dorschsarah.txt · Zuletzt geändert: 28.11.2022 00:11 von 127.0.0.1


Warning: Undefined variable $orig_id in /is/htdocs/wp1019470_OPI92FFHXV/www/wikiLehre/lib/plugins/openas/action.php on line 232