基于可穿戴传感器的实时全链路肌肉骨骼模拟：OpenSim-ROS 集成

肌肉骨骼建模和仿真 enable 对生物系统的运动进行 accurate 描述和分析，适用于康复评估、假肢和外骨骼设计。然而，这些技术的广泛应用受限于高昂的传感器成本、实验室级 setup、计算密集型过程以及使用多样化软件工具，常缺乏 seamless 集成。本文通过提出一种集成的、基于可穿戴传感器的实时框架进行肌肉骨骼建模和仿真，利用 OpenSimRT、机器人操作系统 (ROS) 和可穿戴传感器。以 proof-of-concept 形式，我们展示该框架能够使用惯性测量单元或 fiducial 标记 reasonably well 描述下半身和上半身的反向运动学。此外，我们表明该框架能够有效估计踝关节的反向动力学以及主要下肢肌肉的肌肉激活情况，包括行走、蹲坐和坐起、站起在日常活动中的表现，结合压力鞋垫时。我们认为本工作为进一步的研究奠定了基础，更多复杂的实时和基于可穿戴传感器的人体运动分析系统潜在可能推动康复、机器人和外骨骼设计技术的发展。