A modelling approach for exploring muscle dynamics during cyclic contractions
Notice bibliographique
Résumé
Hill-type muscle models are widely used within the field of biomechanics to predict and understand muscle behaviour, and are often essential where muscle forces cannot be directly measured. However, these models have limited accuracy, particularly during cyclic contractions at the submaximal levels of activation that typically occur during locomotion. To address this issue, recent studies have incorporated effects into Hill-type models that are oftentimes neglected, such as size-dependent, history-dependent, and activation-dependent effects. However, the contribution of these effects on muscle performance has yet to be evaluated under common contractile conditions that reflect the range of activations, strains, and strain rates that occur in vivo. The purpose of this study was to develop a modelling framework to evaluate modifications to Hill-type muscle models when they contract in cyclic loops that are typical of locomotor muscle function. Here we present a modelling framework composed of a damped harmonic oscillator in series with a Hill-type muscle actuator that consists of a contractile element and parallel elastic element. The intrinsic force-length and force-velocity properties are described using Bézier curves where we present a system to relate physiological parameters to the control points for these curves. The muscle-oscillator system can be geometrically scaled while preserving dynamic and kinematic similarity to investigate the muscle size effects while controlling for the dynamics of the harmonic oscillator. The model is driven by time-varying muscle activations that cause the muscle to cyclically contract and drive the dynamics of the harmonic oscillator. Thus, this framework provides a platform to test current and future Hill-type model formulations and explore factors affecting muscle performance in muscles of different sizes under a range of cyclic contractile conditions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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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 ».