Estimation of Time-Varying, Intrinsic and Reflex Dynamic Joint Stiffness during Movement. Application to the Ankle Joint
Notice bibliographique
Résumé
Dynamic joint stiffness determines the relation between joint position and torque, and plays a vital role in the control of posture and movement. Dynamic joint stiffness can be quantified during quasi-stationary conditions using disturbance experiments, where small position perturbations are applied to the joint and the torque response is recorded. Dynamic joint stiffness is composed of intrinsic and reflex mechanisms that act and change together, so that nonlinear, mathematical models and specialized system identification techniques are necessary to estimate their relative contributions to overall joint stiffness. Quasi-stationary experiments have demonstrated that dynamic joint stiffness is heavily modulated by joint position and voluntary torque. Consequently, during movement, when joint position and torque change rapidly, dynamic joint stiffness will be Time-Varying (TV). This paper introduces a new method to quantify the TV intrinsic and reflex components of dynamic joint stiffness during movement. The algorithm combines ensemble and deterministic approaches for estimation of TV systems; and uses a TV, parallel-cascade, nonlinear system identification technique to separate overall dynamic joint stiffness into intrinsic and reflex components from position and torque records. Simulation studies of a stiffness model, whose parameters varied with time as is expected during walking, demonstrated that the new algorithm accurately tracked the changes in dynamic joint stiffness using as little as 40 gait cycles. The method was also used to estimate the intrinsic and reflex dynamic ankle stiffness from an experiment with a healthy subject during which ankle movements were imposed while the subject maintained a constant muscle contraction. The method identified TV stiffness model parameters that predicted the measured torque very well, accounting for more than 95% of its variance. Moreover, both intrinsic and reflex dynamic stiffness were heavily modulated through the movement in a manner that could not be predicted from quasi-stationary experiments. The new method provides the tool needed to explore the role of dynamic stiffness in the control of movement.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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.
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 tête enseignante, 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 ».