基于软件OpenSim的人体运动建模理论及其应用领域概述

作     者：宋和胜 钱竞光 唐潇 SONG He-sheng;QIAN Jing-guang;TANG Xiao

作者机构：上海体育学院运动科学学院上海200438 贵州师范大学体育学院贵阳550001 南京体育学院科研处南京210014 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2015年第30卷第4期

页      面：373-379页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(31270998) 

主　　题：OpenSim软件 计算机仿真 肌肉模型 运动生物力学 

摘      要：红外捕捉系统、高速摄像、平面摄影、表面肌电测试等现行实验室测试手段不能显示人体运动时肌肉产生肌力的具体信息以及准确阐释神经-肌肉协调机制。因此,计算机模拟与仿真应运而生。目前,国内用来进行人体动作仿真的软件主要有Life MOD、Any Body、ANSYS等,这些软件有其自身的缺陷,如肌肉控制不够精确、价钱昂贵等。为了更好解决肌肉模拟问题,斯坦福大学团队研发了一款免费软件Open Sim,它是基于C++和JAVA语言开发的一款应用于肌肉模型开发、模拟仿真与分析神经肌肉系统的开放性软件。以计算机建模与数学理论推导为基础,对Open Sim建模理论和步骤进行详细介绍,为国内从事运动生物力学研究学者提供一些理论参考;同时,探讨未来利用Open Sim建模仿真研究的主要方向,例如通过Open Sim的模拟研究可以探求偏瘫步态、帕金森步态等异常步态的神经-肌肉机制,为异常步态康复手段的改进和完善提供依据。