Análisis y simulación mediante dinámica directa de modelos multicuerpo humanos

Abstract

[Resumo] O corpo humano pódese ver coma un sistema multicorpo: un conxunto de sólidos móbiles unidos por medio de pares cinemáticos. Isto fai posible a aplicación das técnicas de dinámica multicorpo (métodos computacionalmente eficientes para formular e resolver as ecuacións do movemento destes sistemas) para a análise e simulación de movementos humanos. Nesta tese, aplícase o enfoque de dinámica directa, que implica que as ecuacións do movemento se integran no tempo, á análise da marcha de suxeitos sans e lesionados medulares, capaces estes últimos de camiñar coa axuda de órtesis e muletas, e á simulación da resposta do conxunto cabeza-pescozo ante impactos balísticos con protección.[Resumen] El cuerpo humano puede verse como un sistema multicuerpo: un conjunto de sólidos móviles unidos por medio de pares cinemáticos. Esto hace posible la aplicación de las técnicas de dinámica multicuerpo (métodos computacionalmente eficientes para plantear y resolver las ecuaciones del movimiento de estos sistemas) para el análisis y simulación de movimientos humanos. En esta tesis, se aplica el enfoque de dinámica directa, que implica que las ecuaciones del movimiento se integran en el tiempo, al análisis de la marcha de sujetos sanos y con lesión medular, capaces estos últimos de caminar con ayuda de órtesis y muletas, y a la simulación de la respuesta del conjunto cabeza-cuello ante impactos balísticos con protección.[Abstract] The human body can be seen as a multibody system: a set of mobile solids linked by joints. This allows the application of multibody dynamics (computationally efficient methods for setting and solving the equations of motion of these systems) to the analysis and simulation of human movements. In this thesis, the forward dynamics approach is applied, meaning that the equations of motion are integrated in time, to the analysis of the human gait of healthy and spinal cord injured subjects, these last able to walk with the help of orthoses and crutches, and to the simulation of behind-armor ballistic impacts onto the human head-neck set.