dc.description.abstract
Simulación y optimización del movimiento humano mediante colocación directaiResumAmb el present treball de fi de grau es pretén optimitzar i simularel moviment humà utilitzant únicament el seu estat inicial i final. Per dur a terme aquesta iniciativa s’ha utilitzat un model biomecànic que conté els paràmetres antropomètrics del coshumà, podent ser utilitzada per predir el moviment. Es consideraque l’ésser humà segueix un criteri òptim per moure’s. Per tant, per simular el moviment, es resoldrà un problema d’optimització dinàmica.El problema de control òptim a resoldre consisteix en minimitzar una funció de cost integral en el temps (funcional) a la vegada que s’imposen unes restriccions. Hi ha diferents mètodes de resolució. El càlcul del cost de la trajectòria pot generar errors d’integració, i per tant, inestabilitats en l’optimització. Per evitar aquest inconvenient, s’utilitza el mètode de col·locació directa, ja que simplifica els càlculs necessaris per a l’optimització, evitant la integració explícita.L’anàlisi de la dinàmica inversa permet obtenir els esforços articulars resultants a partir de la cinemàtica y els paràmetres antropomètrics. S’ha utilitzat un software de biomecànica (OpenSim) per obtenir aquesta informació a cada avaluació de la funció de cost i de les restriccions del problema d’optimització. La resolució matemàtica s’ha obtingut mitjançant CasAdi, un software utilitzata través de MATLAB que realitza diferenciació automàtica per calcular derivades parcials, fet que permet obtenir resultats sense errors de truncament. Una vegada formulat l’algorisme del problema de control òptim, es plantegen dos moviments diferents: el primer, més simple, consisteix en la flexió del genoll esquerra a 90°, i el segon representa el moviment de la marxa.El primer moviment va serutilitzat per determinar el criteri d'optimitzacióque proporcionamillors resultats en elmenor número d'iteracions, el qual consisteixenla minimització dels moments articulars i acceleracions del model. Pel que fa al moviment de la marxa, queva seroptimitzat amb aquest criteri, es vasubdividiren tres desplaçaments simples, dels quals es van obtenirresultats òptims per a cadascun. Posteriorment, es vaconcatenarles trajectòries òptimes per poder visualitzar el moviment complet.
