OpenSimを使用した下肢アプリケーションのリアルタイム逆運動学と逆ダイナミクス

関節角とモーメントのリアルタイム推定は、臨床、スポーツ、リハビリテーションのコンテキストでの迅速な評価に使用できます。ただし、運動学と運動学のリアルタイム計算は、現在、おおよそのソリューションまたは一般的な解剖学的モデルに基づいています。遅延31.5ミリ秒未満の2000フレームで単純化することなく、逆運動学とダイナミクスを解くことに基づくリアルタイムシステムを提示します。ソフトウェアアーキテクチャ、感度分析について説明して、遅延とエラーを最小限に抑え、オフラインとリアルタイムの結果を比較します。このシステムは、リアルタイムでパーソナライズされた筋骨格モデルの使用を可能にする現在のリハビリテーションの実践に強く影響を与える可能性があります。

Real-time estimation of joint angles and moments can be used for rapid evaluation in clinical, sport, and rehabilitation contexts. However, real-time calculation of kinematics and kinetics is currently based on approximate solutions or generic anatomical models. We present a real-time system based on OpenSim solving inverse kinematics and dynamics without simplifications at 2000 frame per seconds with less than 31.5 ms of delay. We describe the software architecture, sensitivity analyses to minimise delays and errors, and compare offline and real-time results. This system has the potential to strongly impact current rehabilitation practices enabling the use of personalised musculoskeletal models in real-time.