Linear Parameter Varying Identification of Dynamic Joint Stiffness during Time-Varying Voluntary Contractions
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Notice bibliographique
Résumé
Dynamic joint stiffness is a dynamic, nonlinear relationship between the position of a joint and the torque acting about it, which can be used to describe the biomechanics of the joint and associated limb(s). This paper models and quantifies changes in ankle dynamic stiffness and its individual elements, intrinsic and reflex stiffness, in healthy human subjects during isometric, time-varying (TV) contractions of the ankle plantarflexor muscles. A subspace, linear parameter varying, parallel-cascade (LPV-PC) algorithm was used to identify the model from measured input position perturbations and output torque data using voluntary torque as the LPV scheduling variable (SV). Monte-Carlo simulations demonstrated that the algorithm is accurate, precise and robust to colored measurement noise. The algorithm was then used to examine stiffness changes associated with TV isometric contractions. The SV was estimated from the Soleus EMG using a Hammerstein model of EMG-torque dynamics identified from unperturbed trials. The LPV-PC algorithm identified (i) a non-parametric LPV impulse response function (LPV IRF) for intrinsic stiffness and (ii) a LPV-Hammerstein model for reflex stiffness consisting of a LPV static nonlinearity followed by a time-invariant state-space model of reflex dynamics. The results demonstrated that: (a) intrinsic stiffness, in particular ankle elasticity, increased significantly and monotonically with activation level; (b) the gain of the reflex pathway increased from rest to around 10%-20% of subject's MVC and then declined; and (c) the reflex dynamics were second order. These findings suggest that in healthy human ankle, reflex stiffness contributes most at low muscle contraction levels, whereas, intrinsic contributions monotonically increase with activation level.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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.
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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 découle