① 概要

單腳站立是指一只腳浮在空中的姿勢。單腳懸空會導(dǎo)致平衡不穩(wěn)定，為了不失去平衡，得有效調(diào)用并使用核心肌肉。
AnyBody中導(dǎo)入了肌肉骨骼建模的Mannequin，可以讓Mannequin模仿人類的動作，解析人體的負(fù)擔(dān)。

模擬的方法有兩種。一種是使用多個攝像機拍攝動作的動作捕捉數(shù)據(jù)，另一種是通過Driver驅(qū)動直接規(guī)定動作的情況。

使用動作捕捉的模型可以簡單地解析現(xiàn)實的動作，但是每次都需要準(zhǔn)備大規(guī)模的測量系統(tǒng)，而且測量的結(jié)果是特定被測者當(dāng)時的固有動作，所以結(jié)果數(shù)據(jù)沒有什么活用的方法。

另一方面，使用Driver驅(qū)動模型的動作全部用參數(shù)設(shè)定，所以可以根據(jù)各自的目的進行參數(shù)研究(例:減少對人體的負(fù)擔(dān)的條件)。當(dāng)然，只要合理Driver驅(qū)動因素，模型的分析結(jié)果與使用動作捕捉的模型的分析結(jié)果相同。但是，步行/行走等復(fù)雜的動作很難使用Driver驅(qū)動來設(shè)定。

只有某些簡單的動作只需要Driver驅(qū)動程序就可以完成，這樣可以與參數(shù)研究聯(lián)系起來。

該模型中沒有使用動捕數(shù)據(jù)，僅由Driver來驅(qū)動了人體模型的平衡。 僅由Driver驅(qū)動的模型還可以進行參數(shù)研究。

①　創(chuàng)建模型
■　用動作捕捉制作模型

用動作捕捉采集動作。使用多臺攝像機捕捉受試者進行的動作。這時如果使用測力臺的話，在采集動作的同時地面反力的也可以合并保存。這樣采集的動作和地面反力通過C3D格式導(dǎo)入AnyBody中。
AnyBody會計算出合適的體節(jié)長度和關(guān)節(jié)角度來模仿Mannequin的動作，然后進行逆動力學(xué)分析。。
【沒有測力臺的情況】
在采集動作的時候，最好是使用測力臺來獲取真實數(shù)據(jù)，但是，如果沒有測力臺，我們就可以使用AnyBody的地面反力推算功能GRF來考慮地面反力。下面比較了GRF和測力臺實測數(shù)據(jù)。同樣的動作，左邊的數(shù)據(jù)是測力臺得到的地面反力，右邊的數(shù)據(jù)是使用推算地面反力的功能。

視頻1 CoP
左：實測CoP　右:推算CoP
CoP是Center of Pressure的意思

■　使用Driver制作模型
以初始的關(guān)節(jié)角為模型，設(shè)定成單腳站立。設(shè)定模型參數(shù)，使其成為自主單腳站立的狀態(tài)。 本次設(shè)定的是重心不動，單靠右腳腳踝微動來平衡身體。 這個模型可以使用前述的地面反力推算功能。 使用地面反力推算功能計算地面反力，參數(shù)研究的結(jié)果也可以反映地面反力的變化(大小和CoP的位置等)。

數(shù)據(jù)：
軸心：右腳
傾斜的角度：初始角度為40度左右
傾斜的速度：毎秒20度左右
重力：9.81 m/s2
動捕和Driver模型的比較

上：使用動捕的模型
下：使用Driver創(chuàng)建的模型

②　結(jié)果比較
雖然使用Driver驅(qū)動器的模型數(shù)值略高，但使用Driver驅(qū)動器也能確認(rèn)對身體的負(fù)擔(dān)變化情況。

③　參數(shù)化研究

■　研究概要
把模型的重心位置作為參數(shù)進行了分析。< br > 通過參數(shù)研究找到肌肉負(fù)荷減小的條件。
數(shù)據(jù):
坐標(biāo)的原點：(右腳)腳后跟
重心的位置(前后方向)：從原點向前6, 8, 10, 12, 14 cm的5種
重心的位置(左右方向)：從原點向右-10, -5, 0, 5, 10 cm的5種
■　結(jié)果

重心離腳跟越遠(yuǎn)，對右腳(軸足)的負(fù)擔(dān)就越大。

④　總結(jié)
■　使用動作捕捉建立模型的好處
1. 因為是以實際的動作為基礎(chǔ)，所以力學(xué)分析結(jié)果準(zhǔn)確度較高。

■　使用Driver驅(qū)動器的好處
1. 模仿實際動作并進行合適動作的設(shè)定，也可以得到接近實測的結(jié)果。
2. 不進行實際測定，通過分析模型的參數(shù)就能解決問題。