Page 29 - ITM Jahresbericht 2022

Aktuelle Forschung – Professur für Entwicklung und Montage von textilen Produkten

Abb 2: Scandaten in Standardhaltung und in Bewegung / Scandata in standard posture and during STS-movement

sional erfasst, die Körpermaße individuell bestimmt Dies ermöglichte mit Hilfe der Inversen Kinematik die
und die Daten dahingehend aufbereitet, dass sie Bestimmung der Gelenkwinkel für jeden einzelnen
in weiterführenden Arbeitsschritten/Simulationen Zeitschritt der Bewegung. Zur Simulation der dazu-
Anwendung finden können (Abb. 2). gehörigen Gelenkkräfte und Drehmomente (Inver-
se Dynamik) wurden parallel zum Scanvorgang die
Personenindividuelle biomechanische jeweiligen Bodenreaktionskräfte (Vertikal-, Schub-,
Menschmodelle zur Simulation der Scherkräfte) mit Hilfe von Kraftmessplatten der Fir-
Bewegung und der Muskelkräfte ma Kistler [4] experimentell bestimmt. Die Ergebnis-
se dienten als Eingangsgrößen zur biomechanischen
Eine Analyse der menschlichen Anatomie und Bio- Simulation (Statische Optimierung) der für die STS-
mechanik ermöglichte die Festlegung der für die Bewegung benötigten Muskelkräfte. Die Muskelkräf-
Bewegung relevanten Gelenke mit den dazugehöri- te wurden separat für die einzelnen Muskelgruppen
gen Freiheitsgraden sowie die Auswahl der zu unter- zur Bewegung (Flexion/Extension) des Rumpfes, der
stützenden Muskelgruppen. Für eine zielgerichtete Hüfte und des Knies aufgelöst und quantifiziert [3].
Auslegung des Assistenzsystems war es notwendig, Abbildung 4 zeigt exemplarisch die zur Extension
die für die STS-Bewegung benötigten Muskelkräfte des Hüftgelenkes benötigten Muskelkräfte.
simulativ zu quantifizieren. Unter Verwendung der
open Source Software OpenSim 4.0 [2] zur muskulo-
skelettalen Simulation wurde ein Standard-Template
Modell (Skelett-Muskel-Modell) auf die individuel-
len Körpermaße angepasst und die im Scanvorgang
erfasste STS-Bewegung virtuell animiert (Abb. 3) [3].

Abb 3: Personenindividuelle Modellierung der STS-Bewegung in OpenSim / Individual modelling the STS movement in
Opensim [3]

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