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Enregistrement W4401208982 · doi:10.1101/2024.07.16.603701

Estimating the Preferred Walking Speeds Based on the Center of Mass Work Analysis

2024· preprint· en· W4401208982 sur OpenAlexaff
Seyed-Saleh Hosseini-Yazdi

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2024
Typepreprint
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueProsthetics and Rehabilitation Robotics
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésWork (physics)Center of mass (relativistic)Center (category theory)Preferred walking speedComponent (thermodynamics)Computer scienceGeodesyPhysical medicine and rehabilitationSimulationEngineeringPhysicsMechanicsGeographyMechanical engineeringMedicineChemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract This study investigates the role of optimal push-off impulses in minimizing the total mechanical work dissipation per step, aiming to achieve passive single support work performance for a variety of walking conditions. By optimizing push-offs to cover the entire step’s energy demands, the single support work may become only storage and release of mechanical energy through tendons and tissues. Our simulations indicate that for each walking speed, there is an optimal push-off impulse that ensures energy balance without the need for additional energy input or dissipation during the subsequent single support phase when the soft tissue dissipation is negligible. For this circumstance, the step total dissipation is minimum. For level ground (even terrain), the estimated preferred walking speeds align closely with literature values for young adult (∼ 1.2 m.s −1 )and older adult (∼ 1.0 m.s −1 ) self-selected speeds, with a reduction observed for the restricted view of oncoming irregularities in the substrate terrain (15%). For walking on uneven surfaces, terrain amplitude was shown to impact walking costs quadratically, with optimal speeds declining by approximately 20% per unit increase in terrain amplitude. Key findings include evidence that net single support work remains near zero when push-off optimally covers collision and gravity work, confirming the passive nature of single support work under this condition. We also observed that the preferred speeds for older adults tend to be 12-15% lower than for younger adults, likely due to biomechanical adaptations. Beyond certain terrain amplitudes, no preferred walking speed allowed fully passive single support work, highlighting a possible biomechanical threshold where ankle push-off alone becomes insufficient and hip torque compensation may be necessary. This approach provides a framework for estimating preferred walking speeds across different terrain amplitudes (continuous parameter), varying conditions and demographics, with potential applications in designing assistive devices and gait rehabilitation protocols that reduce metabolic cost through optimal mechanical work management.

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.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
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 enseignants0,057
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
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 ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,011
Tête enseignante GPT0,208
Écart entre enseignants0,197 · 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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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