支撑面倾斜下人体直立姿态姿势控制中头部摇摆反应的动态计算模型

人类与人形机器人姿态控制模型通常依赖单或多自由度倒立摆来表示直立姿态并配以反馈控制器。在通常聚焦于踝、髋、膝动作的模型中，头部位置控制常被忽视，头部被视为与上半身一体。然而，人类运动感觉三大主要贡献者中有两项位于头部：前庭系统与视觉系统。作为第三贡献者的本体感觉系统则分布于全身。在进行性核上性麻痹（PSP）与特发性帕金森病（IPD）等运动控制的人类神经退行性脑疾病中，临床研究已证实头部运动缺陷的重要性。本工作专门探讨受扰动直立姿态下头部的控制。基于先前研究的模块化姿态控制假设，提出了一种颈部控制模型。利用人体实验数据拟合模型并获取代表不同条件下所获行为的参数集。分析结果具有双重意义：验证模型及其底层假设，并提供一套可评估姿态控制差异的系统，用以辨识健康受试者与不同病症患者间的区别。文中讨论了其对临床病理的意义及在人形与辅助机器人中的应用。