論文の概要: Simulation of Adaptive Running with Flexible Sports Prosthesis using Reinforcement Learning of Hybrid-link System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.08882v1
- Date: Fri, 10 Apr 2026 02:44:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-13 17:57:53.645386
- Title: Simulation of Adaptive Running with Flexible Sports Prosthesis using Reinforcement Learning of Hybrid-link System
- Title(参考訳): ハイブリッドリンクシステムの強化学習を用いたフレキシブルスポーツ補綴による適応走行シミュレーション
- Authors: Yuta Shimane, Ko Yamamoto,
- Abstract要約: 本研究は, 葉ばね型スポーツ人工装具の柔軟性を考慮した片側半側的切断者の強化学習に基づく適応走行動作シミュレーションを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.363388546004777
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This study proposes a reinforcement learning-based adaptive running motion simulation for a unilateral transtibial amputee with the flexibility of a leaf-spring-type sports prosthesis using hybrid-link system. The design and selection of sports prostheses often rely on trial and error. A comprehensive whole-body dynamics analysis that considers the interaction between human motion and prosthetic deformation could provide valuable insights for user-specific design and selection. The hybrid-link system facilitates whole-body dynamics analysis by incorporating the Piece-wise Constant Strain model to represent the flexible deformation of the prosthesis. Based on this system, the simulation methodology generates whole-body dynamic motions of a unilateral transtibial amputee through a reinforcement learning-based approach, which combines imitation learning from motion capture data with accurate prosthetic dynamics computation. We simulated running motions under different virtual prosthetic stiffness conditions and analyzed the metabolic cost of transport obtained from the simulations, suggesting that variations in stiffness influence running performance. Our findings demonstrate the potential of this approach for simulation and analysis under virtual conditions that differ from real conditions.
- Abstract(参考訳): 本研究では, ハイブリッドリンクシステムを用いた葉ばね型スポーツ人工装具の柔軟性を考慮した片側半側的切断者の強化学習に基づく適応走行動作シミュレーションを提案する。
スポーツ用補綴器の設計と選択は、しばしば試行錯誤に依存する。
ヒトの動作と義肢の変形の相互作用を考慮に入れた総合的な全身動態解析は、ユーザ固有の設計と選択に有用な洞察を与える。
ハイブリッドリンクシステムは、義肢の柔軟な変形を表現するために、Piece-wise Constant Strainモデルを導入することで、全身動態解析を容易にする。
本システムに基づくシミュレーション手法は, モーションキャプチャデータからの模倣学習と正確な補綴力学計算を組み合わせた強化学習に基づく, 片側半身切断者の全身運動を生成する。
仮想的な剛性条件下での走行動作をシミュレーションし, シミュレーションから得られた輸送の代謝コストを解析し, 剛性の変化が走行性能に与える影響を示唆した。
本研究は,実環境と異なる仮想条件下でのシミュレーションと解析における本手法の可能性を示すものである。
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