人类行走中的“虚拟枢轴点”：实验中总是观察到，但仿真表明其可能并非稳定性所必需
机器人学
2023-05-09 v2
摘要
在 computer simulation 模型与人类行走实验中，已观察到地面反作用力在质心上方某点附近相交。该交点（IP）被如此普遍地观测到，通常被认为为双足行走提供姿态稳定性。本研究通过质疑无 IP 行走是否可能，挑战了这一假设。通过多阶段优化用神经肌肉反射模型推导步态，我们发现了稳定的行走模式，其未显现 IP 典型的地面反作用力相交特征。所得非 IP 步态稳定且成功抵御了台阶下降扰动，表明 IP 并非运动稳健性或姿态稳定性所必需。基于碰撞的分析显示，非 IP 步态的质心（CoM）动力学中，CoM 速度向量与地面反作用力向量愈发相互对立，意味着机械运输成本增加。尽管我们的计算机仿真结果尚待实验研究确认，其已表明 IP 在姿态稳定性中的作用应被进一步探究。此外，我们对 CoM 动力学与步态效率的观察提示，IP 可能具有应考虑的替代或附加功能。
引用
@article{arxiv.2212.10074,
title = {'Virtual pivot point' in human walking: always experimentally observed but simulations suggest it may not be necessary for stability},
author = {L. Schreff and D. F. B. Haeufle and A. Badri-Spröwitz and J. Vielemeyer and R. Müller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.10074},
year = {2023}
}