基于数字肌肉骨骼模型对腰部前屈运动的最佳控制策略研究

目的腰椎间盘突出症(LDH)是当前临床最常见的疾病之一,致残率和复发率较高。本研究旨在通过特定的躯干前屈运动控制的方法,将下段腰椎(L4/L5或L5/S1)椎间盘内(IVD)负荷降至最低。方法采用一套开源的肌肉骨骼数字模型,对不同躯干前屈角度的运动控制开展研究,使L4/L5或L5/S1椎间盘内的剪切力或压缩载荷最小化。结果当人体的躯干前屈时,将下段腰椎IVD负荷降至最低的控制策略会导致两种特定的运动模式,即“受限腰椎”和“过度伸展腰椎”。“受限”模式可以减少下段腰部的整体负荷,而“过度伸展”模式只能减少L4/L5水平的剪切力,但会增加L5/S1水平的压缩力和剪切力,以及L4/L5水平的压缩力。结论本研究通过数字模型和模拟仿真,构建和分析了LDH患者特定躯干运动学与腰椎间盘负荷之间的关系,即人体可以通过调整日常活动中腰椎(躯干)前屈运动时的角度控制测量,减轻的腰椎IVD过度负荷,最终降低LDH的发生率或复发率。

基于ADDIE模型的高校冰雪运动课程思政实施路径研究

ADDIE教学设计框架是一种科学的内循环教学模式,包括分析、设计、开发、实施和评价五个环节,将该模型引入高校冰雪运动课程思政教学,能够有效保证教学的系统性与动态性。通过对ADDIE模型在高校冰雪运动课程思政中应用的原则进行分析,得出其需要遵循学生主体性、社会实践性、学科融合性、评价多样性等原则。在高校冰雪运动课程思政教学的整体设计上,分析阶段要做好教学对象、教学目标、教学内容的分析;设计阶段要做好技能训练和任务设定;开发阶段要做好课程内容与教学资源的开发;实施阶段要做好课前、课中、课后教学内容的设计;评价阶段要做好形成性评价和总结性评价。通过将课程内容与学生的现实生活紧密相连,引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观,从而进一步优化高校冰雪运动课程中的思政教育实践。

基于无模型自适应控制的半潜式平台运动性能研究

南海海域油气资源极其丰富,半潜式平台在该海域工作时常常面临着系泊失效这一重大危险情况。该研究以一艘装配有悬链式系泊系统和DP-3动力定位系统的半潜式平台为研究对象,利用AQWA软件开展系泊失效前后半潜式平台运动性能研究。同时,借助于AQWA软件二次开发功能,将无模型自适应控制作为动力定位系统控制理论,以研究半潜式平台系泊失效后运动性能恢复。数值仿真模拟结果表明,采用无模型自适应控制作为动力定位系统控制理论的半潜式平台能很好地恢复系泊失效后的运动性能,有效地减小系泊失效带来的危害;基于偏格式动态线性化和全格式动态线性化的无模型自适应控制比基于紧格式动态线性化的无模型自适应控制能让半潜式平台更快地恢复运动性能。

基于IMB模型的康复干预对老年脑梗死患者上肢功能运动功能及神经功能的影响

目的探讨信息-动机-行为技巧(IMB)下的康复干预在老年脑梗死患者中的应用效果。方法将符合本研究纳入及排除标准的116例脑梗死患者随机分成2组各58例,对照组采用常规康复,观察组采用基于IMB模型的康复干预。2组患者均在院内进行为期1个月的康复训练,院外监督患者继续进行2个月的康复训练并线上汇报每日康复训练情况,共连续干预3个月后评估2组患者上肢功能、运动功能、神经功能、生活质量及并发症发生情况。结果干预后2组患者Fugl-Meyer评估量表(FMA)及上肢Wolf(沃尔夫)运动功能测试量表(WMFT)评分均增加,且观察组增加幅度更显著[FMA:(25.91±4.42)分比(29.37±4.58)分,t=4.140,P<0.05;WMFT:(30.42±3.56)分比(34.29±4.05)分,t=5.466,P<0.05]。干预后2组患者FCA及BBS评分均增加,且观察组分值增加幅度更显著[FCA评分:(50.08±8.21)分比(57.63±8.58)分,t=4.842,P<0.05;BBS评分:(31.98±5.36)分比(37.41±5.79)分,t=5.241,P<0.05]。干预后2组患者NIHSS评分均降低,ADL评分均增加,且观察组分值变化幅度更显著[NIHSS评分:(9.60±1.73)分比(6.83±1.55)分,t=9.082,P<0.05;ADL评分:(75.33±5.56)分比(80.74±5.82)分,t=5.119,P<0.05]。干预后2组患者WHOQOL-BREF量表各维度评分及总分均升高,且观察组患者WHOQOL-BREF量表各维度评分及总分值变化幅度更显著(P<0.05)。观察组并发症发生率(1.72%)与对照组(18.97%)相比显著降低(P<0.05)。结论基于IMB模型的康复干预有效改善了老年脑梗死患者上肢功能、运动功能及神经功能,提高了患者生活质量,降低了并发症发生率。

基于跨理论模型的结直肠癌共病糖尿病患者化疗期运动管理方案构建

目的构建基于跨理论模型的结直肠癌共病糖尿病患者化疗期运动管理方案。方法于2022年12月-2023年8月,采用混合方法研究、文献研究构建管理方案初稿,组织召开专家会议对方案初稿进行论证,修订后确定方案终稿,并进行可用性评价。结果混合方法研究发现结直肠癌共病糖尿病患者化疗期运动水平低,分析出运动促进与障碍因素。文献研究最终纳入12篇文献,9篇指南和3篇专家共识;形成了以化疗疗程为方案“内循环”轴线,包括阶段、目标、策略、具体措施、行为强化池5个维度的结直肠癌共病糖尿病患者化疗期运动管理方案,临床可用性较强。结论本研究基于跨理论模型,综合运用混合方法研究、文献研究、专家会议法等制定了结直肠癌共病糖尿病患者化疗期运动管理方案,具有必要性、可靠性、科学性和可行性,可初步应用于临床管理。

基于概率-区间混合模型的六足机器人运动稳定性优化设计方法

针对中枢模式发生器(central pattern generator,CPG)模型的不确定性参数对六足机器人运动稳定性的影响,提出了一种基于概率-区间混合模型的六足机器人运动稳定性优化设计方法。首先,建立了六足机器人数值模型,并基于Matsuoka和Kimura模型建立了六足机器人CPG模型;其次,通过概率-区间混合模型来描述CPG模型的不确定性变量,并建立了六足机器人运动稳定性优化数学模型;再次,采用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优化条件和基于最大熵原理的二次四阶矩方法对六足机器人运动稳定性优化设计问题进行解耦,将三层嵌套优化设计问题转化为单层优化设计问题,实现对优化问题的高效求解;最后,基于径向基函数建立六足机器人运动稳定性优化近似模型,并利用遗传算法求解最优设计解。结果表明,采用所提出的方法能够高效求解CPG模型的最优参数,提高了六足机器人的运动稳定性。因此,该方法在机器人运动控制领域具有较高的应用价值。

基于模型试验的落石纵横向运动特征研究

为研究落石纵横向运动特征,开展室内落石模型试验,探讨了不同坡表覆盖、坡形、落石高度和质量对偏移比和水平运动距离的影响。结果表明:在混凝土光面、碎石、覆土坡面上,偏移比和水平运动距离依次逐渐减小;台阶状坡偏移比最大,缓坡-陡坡最小;圆柱状、近球形和方形落石在缓坡-陡坡上水平运动距离最大;除在坡顶(0cm)处外,偏移比随下落高度的增加而增大;除长条形,落石水平运动距离随下落高度的增加而增大;偏移比随落石质量减小而增大,但对水平运动距离影响不显著。

模拟复眼视叶神经网的目标运动方向检测模型

如何对杂乱背景中物体(目标)的运动方向做出准确可靠的检测与感知,是计算机视觉研究领域中一个重要问题。自然界中,飞虫(如苍蝇、蜻蜓等)高适应性和高可靠性的感知目标运动是一种自然特性,本文基于飞虫−果蝇视叶神经纤维网最新的生理学研究成果,提出一种基于果蝇视觉感知目标运动方向的多层级检测模型系统。通过对不同场景下拍摄的视频序列样本进行实验和测试,并与2-Q运动检测器模型、基于ON和OFF信号通道处理运动信息的检测模型等进行了对比,验证了其在杂乱背景下对于目标水平和垂直方向运动检测的有效性和鲁棒性。

基于IMB模型的运动干预对妊娠期糖尿病孕妇血糖控制、自我管理能力及妊娠结局的影响

目的:探讨基于信息-动机-行为技巧模型(IMB模型)的运动干预对妊娠期糖尿病(GDM)孕妇血糖控制、自我管理能力及妊娠结局的影响。方法:将100例GDM患者根据干预方式的不同分为两组,予以常规运动干预的为对照组(n=50);予以基于IMB模型运动干预的为观察组(n=50)。两组均干预4周。比较两组干预前后GDM运动知、信、行水平[GDM运动知识-态度-行为问卷]、自我管理能力[孕妇自我保健管理评定问卷]、血糖水平[空腹血糖(FPG)、糖化血红蛋白(HbAlc)水平,餐后2 h血糖(2 hPG)],随访至患者分娩,比较两组患者血糖控制不佳入院率、孕期体重增长超标、分娩后口服葡萄糖耐量试验(OGTT)不达标率及妊娠结局。结果:相较于对照组,干预后,观察组GDM运动知识、态度及行为评分均更高(P<0.05);孕妇自我保健管理评定问卷总分及各维度评分均更高(P<0.05);观察组FBG、2 hPG及HbA1c均更低(P<0.05),血糖控制不佳入院、孕期体重增长超标及分娩后OGTT不达标总发生率均更低(P<0.05)。观察组患者妊娠不良结局总发生率均低于对照组(P<0.05)。结论:基于IMB模型的运动干预可提高GDM患者运动知、信、行水平及自我管理能力,有效控制患者血糖,改善母婴结局。

运动模型式飞行器气动力参数测试系统研究

为了对飞行器进行气动布局、飞行性能评估,提出了一种运动模型式气动力参数测量方法,并研制了一套运动模型式测试系统,通过运动模型来模拟飞行器在空气中的运动,其构造主要包含载具、测试支架、六分量天平、风速测量模块、数据采集模块、控制模块、便携计算机等部分;该类测试系统在某些特定工况下能准确模拟飞行器的飞行状态,对流场参数和模型所受载荷进行实时测量,预测各运动状态下飞行器的气动特性;通过数值模拟分析和风洞试验对车载试验数据进行了对比验证,结果表明,该测试系统能够准确获得模型的气动力特性数据;该系统具有一定的拓展性和通用性,可使用火箭橇等其他载具开展高速运动模型式气动力参数测量试验。

复杂曲线运动的“等效复合运动模型”例析

在复合场中,当带电粒子受力不平衡而做曲线运动(非圆周运动)时,运动形式是比较复杂的.但是任何复杂问题都是由简单问题组成的,我们可以根据力和运动独立作用原理,运用等效思维方法把复杂运动等效为一些简单和熟悉的运动模型组合,即复合运动模型.建构复合运动模型是解答这类问题的关键和一般方法.

PAC心理弹性理论模型联合运动康复训练对老年原发性高血压患者的影响

目的:探讨PAC心理弹性理论模型联合运动康复训练对老年原发性高血压患者的影响。方法:选取2022年1月—2023年1月于厦门大学附属第一医院就诊的98例老年原发性高血压患者,利用掷硬币法分为研究组与对照组,各49例。对照组采用常规健康教育,研究组在常规健康教育基础上给予PAC心理弹性理论模型联合运动康复训练。评价两组干预前后的血压水平、治疗依从性、心理状态、知觉压力和生活质量。结果:干预前,两组血压水平、心理状态和知觉压力及生活质量比较,差异无统计学意义(P>0.05);干预后,研究组血压水平、心理状态评分和知觉压力评分低于对照组,治疗依从性总分和生活质量评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:PAC心理弹性理论模型联合运动康复训练可降低老年原发性高血压患者的血压水平和知觉压力,调节心理状态,提高治疗依从性和生活质量。

运动手环结合IMB模型宣教在慢性心力衰竭患者中的应用

目的探究运动手环监测结合IMB健康宣教在促进CHF患者运动依从性中的应用价值。方法选取2021年4月-2023年3月于本院治疗的CHF患者80例,将所有患者按随机数字表法平均分为对照组与观察组,其中对照组(n=40)采用IMB模型健康宣教干预,观察组(n=40)采用运动手环监测结合IMB模型健康宣教干预。比较2组干预前、后运动依从性、运动耐力、ABI水平。结果干预前2组依从性、6min步行距离、ABI比较,差异无统计学意义(P>0.05);干预后,观察组高度依从率高于对照组,6min步行距离、ABI水平高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论运动手环监测结合IMB模型健康宣教在提升CHF患者运动依从性和运动能力方面具有一定积极意义。

基于改进混合高斯模型的运动目标检测方法

智能监控系统全自动实时监控,利用计算机视觉技术和计算机数据处理能力自动识别视频源中的关键信息,可以快速准确地定位异常行为并预警。运动目标检测作为智能监控系统智能分析模块的基础,是智能监控系统中目标识别、异常行为分析及应对策略的基础。本文分析常用的运动目标检测方法,针对混合高斯模型在运动目标速度过慢、光照突变情况下产生空洞的问题,采用一种基于三间帧差法的混合高斯模型目标检测方法,该方法结合三间帧差法通过差分图像获取运动轮廓,具有计算简单、实时性强的优势,以及高斯背景模型减除法获取目标内部信息完整的优势。经实验验证表明该方法实现程序简单,能够有效地检测出背景中的运动目标,满足实时检测的需要。

基于ARCS激励模型的老年健步走运动产品设计研究

为提高老年群体参与健步走运动锻炼的积极性,文章从运动激励的角度出发开展老年健步走运动相关的产品设计研究,并利用计算机化行为研究的E-Prime软件,建立SAM情绪测试实验程序。同时,通过对实验所得的情感体验数据进行单因素方差分析,证实引入ARCS模型的健步走运动对于激发老年人积极情绪价值的有效性,并得出ARCS模型激励要素的优先性,基于此提出老年健步走产品设计的策略,以期为老年运动相关产品设计提供新的思路。

基于船间水动力近似数学模型的操纵运动预报

船间水动力的确定是研究船舶相遇、追越问题的基础,为快速对追越船间的操纵性能进行预报,提出了船间水动力和力矩预测近似数学模型,建立了追越船间运动数学模型,并对建立的考虑船间水动力的操纵运动预报方法进行了测试研究。基于船间水动力和力矩预测近似数学模型,对舵角、船间水动力和力矩无量纲系数随相对距离的变化规律进行了对比分析,并对不同速度下水动力和力矩系数进行了预报分析,最后将所建立的追越船间运动数学模型与商业导航模拟器预测结果进行对比,同时进行了追越船间的操纵运动预报,结果表明:建立的船间水动力近似数学模型和操纵运动模型预报结果准确,计算速度快,可以用于导航器的仿真系统。

一种基于CNN与位姿自适应的运动模型生成方法

针对基于数据驱动的人体运动模型生成网络存在的模型生成精度不高,生成模型稳定性不好的问题,提出了一种基于CNN与位姿自适应的三维人体运动模型生成方法.首先,为提升人体运动模型生成网络中编码器对输入运动序列的特征提取效果,在变分自编码器中引入CNN卷积网络,便于更好地从运动数据中提取运动特征;其次,在运动生成网络中引入卷积网络,从而完成运动特征、路径参数与生成模型的自适应映射,并最终生成沿设定路径行进的三维人体运动模型.实验结果表明,与CAE算法以及CAE改进算法相比,该方法有效降低了重构损失,能够生成更加准确、自然的三维人体运动模型.

基于等效机械模型的液舱-运动模拟平台系统动力学分析

液化石油气等液态燃料在运输过程中受运载工具运动状态变化的影响易产生晃动,液舱晃动引起的流体冲击载荷将威胁运载船舶及车辆的安全性,严重时会发生倾覆。运用运动模拟平台进行液舱晃动试验是目前的重要研究手段,文中基于等效机械模型方法对液舱-运动模拟装置的动力学进行了研究。首先,建立了在纵荡激励下矩形充液液舱的等效机械模型,并通过试验及仿真对等效机械模型进行验证。基于矩形液舱等效机械模型,联合Stewart并联机构,建立了液舱-运动模拟平台系统的动力学模型。通过与等质量无晃动系统进行对比,分析了晃动产生的流体载荷对运动模拟平台受载的影响。结果表明:激励频率对运动模拟平台受载有显著影响,在接近液舱固有频率的情况下,运动模拟平台所受载荷明显增大。该研究可为晃动模拟平台的承载能力校核、设计及控制提供参考。

运动病动物模型研究新进展

随着运动病研究的不断深入,运动病模型的动物种类不断增多,判断标准和指标逐渐采用客观的行为学指标和生理学指标结合的方法。本文就近年来常用的运动病动物模型,从动物种类、造模方法和模型标准与判断指标,分析总结其方法和特点,整理收集运动病动物模型的评价方法,为运动病发病机制的探索、疾病严重程度客观评价、抗运动病药物研发及前庭稳定性训练方案制定等研究提供可靠的实验动物建模方法和观察指标。

基于无监督学习方法的细胞膜内单分子扩散运动分析:胆固醇对模型膜和活细胞膜流动性的不同影响

单分子运动追踪是研究软物质体系尤其是生命体系动力学过程和分子相互作用的重要方法,但如何理解生命体系中单分子运动行为的复杂性仍是一个巨大的挑战.针对这一问题,本工作提出了一种可对单分子轨迹进行高效识别和分类的、基于无监督学习的“两步归类法”:首先利用熵约束最小二乘法对扩散轨迹的受限程度进行区分,继而通过统计检验将非受限轨迹划分为亚扩散、正常扩散和超扩散等不同运动模式类型.利用该方法,本工作解析了DOPC模型细胞膜和活细胞膜内的单分子扩散运动特征,揭示了胆固醇成分对二者的差异影响.结果显示:模型膜和活细胞膜均包含多种不同的扩散模式;在DOPC模型膜体系中,胆固醇成分会阻碍膜内的分子扩散运动,且阻碍程度与胆固醇含量正相关;在活细胞体系中,分子运动速率显著低于模型膜体系,并且,胆固醇的去除会进一步减慢分子扩散速率.本研究有助于从单分子运动角度深入理解生物分子运动行为的复杂性及其对体系环境的依赖性.