Modelado y simulación de una marcha bípeda usando optimización paramétrica
Corresponding Author(s) : Hugo Ordoñez Erazo
Investigación e Innovación en Ingenierías,
Vol. 8 Núm. 2 (2020): Julio - Diciembre
Resumen
Objetivo: Modelar dinámica y geométricamente una estructura bípeda de 6 grados de libertad (GDL), dado que uno de los sistemas más complicados de modelar es la biomecánica de la marcha humana. Metodología: Se aplicó la técnica de optimización paramétrica para calcular las trayectorias que definen una marcha humana cíclica. Los parámetros geométricos y dinámicos del bípedo fueron tomados del robot Hydroid, que está basado en el modelo morfológico propuesto por HANAVAN, caracterizando fielmente el cuerpo humano. Resultados: Los modelos matemáticos propuestos, permitieron calcular las posiciones, velocidades, y aceleraciones angulares que adopta cada articulación del bípedo en diferentes instantes de tiempo para realizar un movimiento cíclico. Además, fueron encontrados los torques articulares óptimos (criterio de mínimo consumo energético) requeridos para realizar un movimiento específico: marcha compuesta de fases consecutivas de simple apoyo e impacto, sin considerar la fase de rotación del pie. Con los datos calculados, fue realizada una simulación. Conclusiones: Finalmente, es posible indicar que el uso de herramientas como la optimización paramétrica, y el modelado matemático, permite grandes desarrollos en áreas como la mecatrónica, y la biomédica, donde son requeridos patrones de marcha para ser aplicados en sistemas robóticos, dispositivos de rehabilitación, e identificación de patologías.
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Referencias
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