MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W2156516508 · doi:10.1115/1.4023698

Theoretical Analysis of the State of Balance in Bipedal Walking

2013· article· en· W2156516508 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueJournal of Biomechanical Engineering · 2013
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueRobotic Locomotion and Control
Établissements canadiensSimon Fraser UniversityUniversity of Victoria
Organismes subventionnairesSimon Fraser University
Mots-clésHumanoid robotZero moment pointBalance (ability)GaitGround reaction forceControl theory (sociology)SwingComputer scienceRoboticsRobotDynamic balanceMotion captureMotion (physics)TreadmillSimulationArtificial intelligenceKinematicsPhysical medicine and rehabilitationControl (management)EngineeringPhysicsClassical mechanics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

This paper presents a theoretical analysis based on classic mechanical principles of balance of forces in bipedal walking. Theories on the state of balance have been proposed in the area of humanoid robotics and although the laws of classical mechanics are equivalent to both humans and humanoid robots, the resulting motion obtained with these theories is unnatural when compared to normal human gait. Humanoid robots are commonly controlled using the zero moment point (ZMP) with the condition that the ZMP cannot exit the foot-support area. This condition is derived from a physical model in which the biped must always walk under dynamically balanced conditions, making the centre of pressure (CoP) and the ZMP always coincident. On the contrary, humans follow a different strategy characterized by a 'controlled fall' at the end of the swing phase. In this paper, we present a thorough theoretical analysis of the state of balance and show that the ZMP can exit the support area, and its location is representative of the imbalance state characterized by the separation between the ZMP and the CoP. Since humans exhibit this behavior, we also present proof-of-concept results of a single subject walking on an instrumented treadmill at different speeds (from slow 0.7 m/s to fast 2.0 m/s walking with increments of 0.1 m/s) with the motion recorded using an optical motion tracking system. In order to evaluate the experimental results of this model, the coefficient of determination (R2) is used to correlate the measured ground reaction forces and the resultant of inertial and gravitational forces (anteroposterior R² = 0.93, mediolateral R² = 0.89, and vertical R² = 0.86) indicating that there is a high correlation between the measurements. The results suggest that the subject exhibits a complete dynamically balanced gait during slow speeds while experiencing a controlled fall (end of swing phase) with faster speeds. This is quantified with the root-mean-square deviation (RMSD) between the CoP and the ZMP, a relationship that grows exponentially, suggesting that the ZMP exits the support area earlier with faster walking speeds (relative to the stride duration). We conclude that the ZMP is a significant concept that can be exploited for the analysis of bipedal balance, but we also challenge the control strategy adopted in humanoid robotics that forces the ZMP to be contained within the support area causing the robot to follow unnatural patterns.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,252
Score d'incertitude au seuil0,260

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,003
Tête enseignante GPT0,180
Écart entre enseignants0,177 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle