論文の概要: Extending the Law of Intersegmental Coordination: Implications for Powered Prosthetic Controls
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.02181v1
- Date: Mon, 02 Feb 2026 14:49:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.09499
- Title: Extending the Law of Intersegmental Coordination: Implications for Powered Prosthetic Controls
- Title（参考訳）: インターセグメンショナルコーディネーションの法則の拡張:パワード・義肢制御における意味
- Authors: Elad Siman Tov, Nili E. Krausz,
- Abstract要約: インターセグメンショナルコーディネーション法(ISC)は、これまで歩行のエネルギー消費に関係していた。
そこで我々は,下肢の3次元運動データに対する間欠的コーディネーションを解析する手法を開発した。
運動制御, バイオメカニクス, ロボティクスの文献に触発され, ISCをモーメントの協調の新しい法則へと拡張した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Powered prostheses are capable of providing net positive work to amputees and have advanced in the past two decades. However, reducing amputee metabolic cost of walking remains an open problem. The Law of Intersegmental Coordination (ISC) has been observed across gaits and has been previously implicated in energy expenditure of walking, yet it has rarely been analyzed or applied within the context of lower-limb amputee gait. This law states that the elevation angles of the thigh, shank and foot over the gait cycle are not independent. In this work, we developed a method to analyze intersegmental coordination for lower-limb 3D kinematic data, to simplify ISC analysis. Moreover, inspired by motor control, biomechanics and robotics literature, we used our method to broaden ISC toward a new law of coordination of moments. We find these Elevation Space Moments (ESM), and present results showing a moment-based coordination for able bodied gait. We also analyzed ISC for amputee gait walking with powered and passive prosthesis, and found that while elevation angles remained planar, the ESM showed less coordination. We use ISC as a constraint to predict the shank angles/moments that would compensate for alterations due to a passive foot so as to mimic a healthy thigh angle/moment profile. This may have implications for improving powered prosthetic control. We developed the ISC3d toolbox that is freely available online, which may be used to compute kinematic and kinetic ISC in 3D. This provides a means to further study the role of coordination in gait and may help address fundamental questions of the neural control of human movement.
- Abstract（参考訳）: パワードプロテーゼは、アンプに純正の働きを与えることができ、過去20年間に進歩してきた。
しかし、歩行の切断代謝コストの低減は未解決の問題である。
インターセグメンショナルコーディネーション法(ISC)は、歩行のエネルギー消費に以前は関係していたが、下肢歩行の文脈で分析あるいは適用されることはめったにない。
この法則は、歩行周期における大腿、シャンク、足の高さ角は独立ではないとしている。
そこで本研究では,ICC解析を簡略化するために,低域の3次元運動データに対する分割的コーディネーションを解析する手法を開発した。
さらに, 運動制御, バイオメカニクス, ロボティクスの文献に触発されて, ISCをモーメントの協調の新たな法則へと拡張する方法について検討した。
Elevation Space Moments (ESM, Elevation Space Moments) を用いて, 身体歩行のモーメントの時間的調整を行った。
また,パワーと受動性義足を用いた歩行時のICCを解析したところ,立位角度は平面のままであったが,ESMでは整合性は低かった。
受動足による変化を補うシャンク角度・モーメントの予測には,ICCを制約として使用し,健常な大腿角度・モーメントプロファイルを模倣した。
これは、パワード・プロセシス・コントロールの改善に影響を及ぼす可能性がある。
ISC3dツールボックスはオンラインで無料で利用可能で、3Dで運動学的および運動学的なISCを計算するのに使用できる。
これは歩行における調整の役割をさらに研究する手段となり、人間の運動の神経制御に関する根本的な問題に対処するのに役立つ。
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