体操动作合成的费力与省力最优准则
经典物理
2009-02-05 v1
摘要
人体运动的动态合成提出了如何选择合适性能准则以生成恰当动态行为的问题。两种截然不同的准则可能是合适的候选：最小努力代价（或省力准则）和最小能量代价。本文旨在阐明在体操中活泼执行的运动中，这两种基本准则的动态效应。众所周知，前一种代价会产生具有平滑动态的运动。本文特别关注后一种准则。最优控制理论表明，最小化能量消耗会导致产生动量脉冲的 bang-off-bang 型驱动输入。在进行动态合成时，该准则必须考虑驱动转矩的界限。此外，在处理单侧接触（如地面手倒立）时，必须明确考虑接触力的单侧性，因为脉冲努力往往会违反这一性质。使用参数优化技术，并考虑地面手倒立的上升阶段，对这些形式性质进行了数值模拟。结果表明，能量准则倾向于生成与专业体操运动员执行的真实运动具有相似性的运动。相反，省力准则产生的运动则大不相同。但一个显著的事实是，后者被证明更容易被年轻初学者执行。因此，它们可能有助于指导新手体操运动员。
引用
@article{arxiv.0902.0764,
title = {Energetic Versus Sthenic Optimality Criteria for Gymnastic Movement Synthesis},
author = {Fabien Leboeuf and Guy Bessonnet and Pascal Seguin and Patrick Lacouture},
journal= {arXiv preprint arXiv:0902.0764},
year = {2009}
}