論文の概要: Dynamics Computation of Soft-Rigid Hybrid-Link System and Its Application to Motion Analysis of an Athlete Wearing Sport Prosthesis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.13192v1
- Date: Wed, 13 May 2026 08:49:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-14 23:30:27.92486
- Title: Dynamics Computation of Soft-Rigid Hybrid-Link System and Its Application to Motion Analysis of an Athlete Wearing Sport Prosthesis
- Title（参考訳）: ソフトリジッドハイブリッドリンクシステムのダイナミクス計算とスポーツ装具の運動解析への応用
- Authors: Sunghee Kim, Yuta Shimane, Taiki Ishigaki, Ko Yamamoto,
- Abstract要約: 我々は,剛体リンクとソフトボディを統合したハイブリッドリンクシステムを構築した。
ハイブリッドリンクシステムの逆運動学をモーションキャプチャーデータからの運動再構成に適用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.858227487978669
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This paper presents a motion analysis framework for an athlete wearing sport-specific flexible prosthesis based on the soft-rigid hybrid-link system. Such a motion analysis is a challenging problem because we need to consider the interaction force between the rigid human skeleton system and a flexible prosthesis. However, most of human musculoskeletal models are based on the computation framework of a rigid-body multi-link system. Recently in soft robotics research field, fast and efficient modeling methods were developed for a flexible rod deformation, which allows us to build a hybrid-link system that integrates rigid-link and soft-bodies in a unified formulation. We apply inverse kinematics of the hybrid-link system to motion reconstruction from a motion captured data, and also present the estimation of the joint torques and ground reaction force by inverse dynamics. Through a human subject experiment, we show that the inverse dynamics achieved approximately 12% error on the ground reaction force estimation. Furthermore, we provide the muscle force estimation considering muscle amputation and interaction force with the prosthesis leg deformation.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,スポーツ専用フレキシブル・プロテーゼを装着したスポーツ選手を対象に,ソフトリグッドハイブリッドリンクシステムに基づく運動分析フレームワークを提案する。
このような動作解析は、剛性ヒト骨格システムと柔軟な義肢との相互作用力を考える必要があるため、難しい問題である。
しかしながら、ヒトの筋肉骨格モデルのほとんどは剛体多リンクシステムの計算フレームワークに基づいている。
近年, ソフトロボティクス研究分野において, フレキシブルロッド変形のための高速かつ効率的なモデリング手法が開発されている。
本研究では, ハイブリッドリンクシステムの逆運動学をモーションキャプチャデータからの運動再構成に適用し, 逆ダイナミクスによる関節トルクと接地反応力の推定を行う。
人体実験により, 地盤反応力推定において, 逆動力学が約12%の誤差を達成したことを示す。
さらに, 筋切断を考慮した筋力推定と義足変形との相互作用力について検討した。
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