İnsan vücudunun farklı durumlardaki hareketinin dinamik modellenmesi ve simülasyonu

İnsan hareketlerinin modellenmesinde birkaç farklı yöntem kullanılmaktadır. Temelde Newton'un ikinci hareket kanununa dayalı olarak türetilen bu yöntemlerden bir tanesi ters dinamik yaklaşımdır. 1970'lere kadar sınırlı sayıda araştırmaya konu olan bu yaklaşım, ticari kuvvet platformlarının yaygınlaşması ve bilgisayar sistemlerinin gelişmesiyle birlikte daha çok ilgi çekmeye başlamıştır. Bu yaklaşım kuvvet ve momentleri, hareket halindeki cisimlerin kinematik ve atalet özelliklerinden yararlanarak dolaylı olarak belirleyen bir süreci ifade etmektedir.Bu tez çalışmasında insan vücudunun ayak, bacak, uyluk, gövde, kol ve ön koldan oluşan 6 katı uzuvlu açık zincir modeli oluşturulmuştur. Uzuvların antropometrik özelliklerinin belirlenmesinde antropometrik modellerden ve bilgisayar yazılımlarından faydalanılmıştır. Eklemlerin konum verilerinin elde edilmesi için üzerine işaretleyiciler yerleştirilen deneğin hareketleri kamera ile izlenmiş ve sayısallaştırma işlemi yapılmıştır. MATLAB (7.6.0) yazılımı kullanılarak eklemlerin açısal yer değiştirmeleri, açısal hızları ve açısal ivmeleri hesaplanmıştır. Elde edilen kinematik veriler SimMechanics (2.7.1) yazılımında oluşturulan ters dinamik modelin tahrikinde kullanılmıştır.Oturulan farklı yüksekliklerden kalkış, çömelip kalkma, yerden yük kaldırma ve farklı yüksekliklerdeki basamakları çıkma hareketlerinin simülasyonları SimMechanics yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. SimMechanics yazılımı ile hesaplanan yer tepki kuvvetleri, hareket analizi sırasında kuvvet platformuyla ölçülen yer tepki kuvvetleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuçların birbirine çok yakın olduğu görülmüştür. Bu çalışma, gerçek boyutlardaki mekanik sistemlerin dinamik analizleri için geliştirilmiş SimMechanics yazılımının insan hareketi analizlerinde de kullanılabileceğini göstermiştir. Ayrıca, yapılan simülasyon işlemleri hareketlerin kinetik davranışlarını açıklamada faydalı olmuştur.