Симуляционное моделирование движения конечности человека

Бесплатный доступ

Как известно, моделирование любых процессов основывается на некоторых закономерностях, происходящих как внутри объекта моделирования, так и снаружи (изменение окружающей среды, в которой находится объект). При изучении сложных биосистем выявление таких закономерностей осложняется тем фактом, что подобные системы обладают хаотической структурой. В таких системах невозможно произвольно повторить начальное состояние 𝑥𝑖, любое промежуточное и конечное 𝑥𝑘. Соответственно и моделирование сложных биосистем должно производиться на основе случайных закономерностей. Созданная симуляционная модель позволяет максимально точно моделировать движение конечности человека в двумерной плоскости. Выделяются три принципиальные основополагающие идеи в работе модели: во-первых, включение регуляторных механизмов модели осуществляется за счет нахождения Ф-решений; во-вторых, траектория удержания конечности в пространстве (моделирование тремора человека) изменяет свое направление случайным образом; в-третьих, все изменения системы происходят на основе случайных чисел (в модели нет констант). Основополагающая часть симуляционной модели базируется на поиске Ф-решений. Созданная симуляционная модель является масштабируемой, что позволит в дальнейшем исследовании перевести ее к трехмерному варианту с возможностью изменять количество мышечных пучков, задействованных в движении конечности человека.

Еще

Симуляционная модель, биомеханические движения, тремор, квазиаттрактор, ф-решения

Короткий адрес: https://sciup.org/149131513

IDR: 149131513   |   DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2020.1.4

Список литературы Симуляционное моделирование движения конечности человека

  • Бернштейн, Н. А. О построении движений / Н. А. Бернштейн. — М. : Медгиз, 1947. - 254 с.
  • Горбунов, Д. В. Однородность и неоднородность параметров движений человека / Д. В. Горбунов // Сложность. Разум. Постнеклассика. — 2018. — № 4. — С. 68-75. - Э01: 10.12737/агИс1е_5с2201с82ГеЬ71.88457170.
  • Еськов, В. В. Гипотеза Н. А. Бернштейна и статистическая неустойчивость выборок параметров треморограмм / В. В. Еськов, В. М. Еськов, Ю. В. Вохмина // Вестник кибернетики. - 2018. - Т. 29, № 1. - С. 33-38.
  • Загревский, В. И. Биофизика физических упражнений / В. И. Загревский, О. И. За-гревский. — Томск : Издат. дом Том. гос. ун-та, 2018. — 262 с.
  • Капилевич, Л. В. Физиологические методы контроля в спорте / Л. В. Капилевич. — Томск : Изд-во Том. политехи, ун-та, 2009. — 518 с.
  • Модели биомеханики человека / П. И. Бегун, С. В. Воробьев, О. В. Кривохижина, Е. А. Лебедева. - СПб. : Изд-во СПбГЭТУ, 2016.- 195 с.
  • Моделирование эволюции патологических процессов при болезни Паркинсона / Ю. В. Добрынина, Д. Д. Даянова, А. С. Козлов, Б. К. Умаров // Вестник новых медицинских технологий. - 2015. - № 2. - С. 26-32. - DOI: 10.12737/11828.
  • Стохастическая неустойчивость в динамике поведения сложных гомеостатиче-ских систем / В. Б. Бетелин, В. М. Еськов, В. А. Галкин, T. В. Гавриленко // Доклады академии наук. - 2017. - Т. 472, № 6. - С. 642-644. - DOI: 10.7868/S0869565217060044.
  • Ткаченко, Б. И. Нормальная физиология человека / Б. И. Ткаченко. — М. : Медиц, 2005. - 928 с.
  • Феномен статистической неустойчивости систем третьего типа — complexity / В. В. Еськов, T. В. Гавриленко, В. М. Еськов, Ю. В. Вохмина // Журнал технической физики. - 2017. - Т. 87, № 11. - С. 1609-1614. - DOI: 10.21883/JTF.2017.11.45117.2158.
  • Филиппов, А. Ф. Дифференциальные уравнения с разрывной правой частью / А. Ф. Филиппов // Матем. сб. - 1960. - Т. 51 (93), № 1. - С. 99-128.
  • Формализация эффекта «повторение без повторения» H.A. Бернштейна / В. М. Еськов, В. В. Еськов, Т. В. Гавриленко, Ю. В. Вохмина // Биофизика. — 2017. — Т. 62, № 1. — С. 168-176.
  • Хаотическая динамика параметров треморограмм в условиях стресс-воздействий / Л. К. Иляшенко, А. Е. Баженова, Д. К. Берестин, С. В. Григорьева // Российский журнал биомеханики. - 2018. - Т. 22, № 1. - С. 74-84. - DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2018.1.06.
  • Nishimura, T. Tables of 64-bit Mersenne twisters / T. Nishimura // ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation (TOMACS). - 2000. - Vol. 10, № 4. - P. 234-357.
Еще
Статья научная