témavezető: Zelei Ambrus Miklós
helyszín (magyar oldal): BME Műszaki Mechanikai Tanszék helyszín rövidítés: MM
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények
Az egyensúlyozás dinamikája még egyhelyben állás közben is bonyolult folyamat, amelyet a jelenlegi nemzetközi kutatások intenzíven vizsgálnak. Ehhez képest a járás és futás még összetettebb folyamat, hiszen itt nem pusztán egy egyensúlyi helyzet stabilizálása történik, hanem a mozgást meghatározó pálya stabilizálása történik. Emellett a mozgás szabályozása különféle optimalizációs kérdéseket is felvet, mint például az ízületi terhelések csökkentése, az energiahatékonyság vagy a külső zavarásokkal szembeni robosztusság. Ezek vizsgálatára is rengeteg dinamikai modell található a szakirodalomban.
b.) A kutatás célja
A doktori munka célja, hogy az ember neurális rendszerében lezajló szabályozási folyamatokat vizsgálja a mechanikai eszközeivel. Célunk a szakirodalom feldolgozásával és új vizsgálatok és számítások elvégzésével megválaszolni, hogy milyen célfüggvények mentén működik az emberi mozgásszabályozás járás és futás során, és hogyan működik az egyensúlyozás helyváltoztatás közben.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
1. Irodalmi áttekintés a járás és futás biomechanikájának a témakörében. A szakirodalom szerint bevált dinamikai modellek tesztelése és továbbfejlesztése. Hibrid dinamikai rendszerek szakirodalmának tanulmányozása (időigény: kb. 12 hónap).
2. Mérési eredmények gyűjtése, a mérési eredmények elemzésére alkalmas dinamika modellek fejlesztése, a lehetséges szabályozási stratégiák kidolgozása és tesztelése (időigény: kb. 24 hónap).
3. A biomechanika és a biomimetika (robotikai alkalmazások) szempontjából releváns következtetések megfogalmazása és az eredmények összefoglalása. (időigény: kb. 12 hónap).
d.) A szükséges berendezések
Az elvégzett munka részben analitikus számításokra és numerikus szimulációkra alapul. Az ehhez szükséges számítógépek és programok a BME Műszaki Mechanikai Tanszéken rendelkezésre állnak. A kísérletek elvégzéséhez szükséges berendezések is rendelkezésre állnak a BME Műszaki Mechanikai Tanszéken.
e.) Várható tudományos eredmények
A bipedális helyváltoztatással kapcsolatos eredmények születnek, amelyek az ilyen robotok szabályozásában és a biomechanikában is alkalmazhatók lesznek.
f.) Irodalom
[1] Zelei Ambrus, Krauskopf Bernd, Piiroinen Petri T, Insperger Tamás: Stable periodic motion of a controlled segmented leg model of pedal locomotion with inelastic ground-foot collision. Nonlinear Dynamics 97(3): 1945-1958, 2019., doi:10.1007/s11071-019-04911-z.
[2] Lauralee Murray, Christopher Beaven, Kim Hébert-Losier: The effects of running a 12-km race on neuromuscular performance measures in recreationally competitive runners. Gait & Posture 70, doi: 10.1016/j.gaitpost.2019.03.025.
[3] Holmes, P. and Full, R. J. and Koditschek, D. E. and Guckenheimer, J.: The Dynamics of Legged Locomotion: Models, Analyses, and Challenges. SIAM Rev. 48(2): 207-304, 2006.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2020-04-17
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
