Muscle Co-Contraction Modulates Damping and Joint Stability in a Three-Link Biomechanical Limb
Notice bibliographique
Résumé
Computational models of neuromotor control require forward models of limb movement that can replicate the natural relationships between muscle activation and joint dynamics without the burdens of excessive anatomical detail. We present a model of a three-link biomechanical limb that emphasizes the dynamics of limb movement within a simplified two-dimensional framework. Muscle co-contraction effects were incorporated into the model by flanking each joint with a pair of antagonist muscles that may be activated independently. Muscle co-contraction is known to alter the damping and stiffness of limb joints without altering net joint torque. Idealized muscle actuators were implemented using the Voigt muscle model which incorporates the parallel elasticity of muscle and tendon but omits series elasticity. The natural force-length-velocity relationships of contractile muscle tissue were incorporated into the actuators using ideal mathematical forms. Numerical stability analysis confirmed that co-contraction of these simplified actuators increased damping in the biomechanical limb consistent with observations of human motor control. Dynamic changes in joint stiffness were excluded by the omission of series elasticity. The analysis also revealed the unexpected finding that distinct stable (bistable) equilibrium positions can co-exist under identical levels of muscle co-contraction. We map the conditions under which bistability arises and prove analytically that monostability (equifinality) is guaranteed when the antagonist muscles are identical. Lastly we verify these analytic findings in the full biomechanical limb model.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».