СИМУЛЯЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕПРОИЗВОЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ЧЕЛОВЕКА

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. 2019; 29: 67-76

СИМУЛЯЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕПРОИЗВОЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ЧЕЛОВЕКА

Горбунов Д. В., Гавриленко Т. В.

https://doi.org/10.26117/2079-6641-2019-29-4-67-76

Аннотация

Разработана математическая и симуляционная модель для моделирования биомеханических движений конечности человека. Разработанный алгоритм модели базируется на биологическом представлении о включении и выключении в процессе удержания положения конечности отдельных мышц или их групп. Работа модели осуществляется за счет генерации случайных чисел (в математической форме симмуляционной модели отсутствуют статические величины). Сравнительный анализ экспериментальных и модельных данных показывает высокую эффективность работы симуляционной модели. Созданная симуляционная модель позволяет изучать принципы работы нервно-мышечной системы. Также модель является масштабируемой, что позволит в дальнейшем перейти к трехмерному моделированию для изучения механизмов самоорганизации биосистемы на уровне и нервно-мышечной системы, и центральной нервной системы.

Список литературы

1. Филиппов А. Ф. Дифференциальные уравнения с разрывной правой частью // Матем. сб. 1960. Т. 51(93). №1. С. 99–128

2. Бетелин В. Б. и др. Стохастическая неустойчивость в динамике поведения сложных гомеостатических систем // Доклады академии наук. 2017. Т. 472. №6. С. 642–644.

3. Капилевич Л. В. Физиологические методы контроля в спорте. Томск: Томского политехнического университета, 2009. 518 c.

4. Ткаченко Б. И. Нормальная физиология человека. М.: Медицина, 2005. 928 c.

5. Nishimura T. Tables of 64-bit Mersenne twisters // ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation (TOMACS). 2000. vol. 10. issue 4. pp. 234–357.

6. Иляшенко Л. К. и др. Хаотическая динамика параметров треморограмм в условиях стресс-воздействий // Российский журнал биомеханики. 2018. Т. 22. №1. С. 74–84.

7. Еськов В. В. и др. Феномен статистической неустойчивости систем третьего типа -complexity // Журнал технической физики. 2017. Т. 87. №11. С. 1609–1614.

8. Еськов В. М. и др. Формализация эффекта «повторение без повторения «Н.А. Бернштейна // Биофизика. 2017. Т. 62. №1. С. 168–176.

9. Еськов В. М. и др. Энтропия Шеннона в изучении стационарных режимов и эволюции complexity // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. 2017. №3. С. 90–98.

10. Горбунов Д. В. Однородность и неоднородность параметров движений человека // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2018. №4. С. 68–75.

Bulletin KRASEC. Physical and Mathematical Sciences. 2019; 29: 67-76

SIMULATION MODELING OF INVOLUNTARY HUMAN MOVEMENTS

Gorbunov D. V., Gavrilenko T. V.

https://doi.org/10.26117/2079-6641-2019-29-4-67-76

Abstract

Mathematical and simulation model has been developed for modeling the biomechanical movements of a human limb. The developed model algorithm is based on the biological presentation and shutdown in the process of maintaining the positions of the final individual muscles or their groups. Work in models is due to statistical values. A comparative analysis of experimental and model data shows the high efficiency of the simulation model. The created simulation model allows to study the principles of the neuromuscular system. This model is scalable, which will allow us to switch to three-dimensional modeling to study the signs of self-organization of biosystems at the level of the neuromuscular system and central nervous system.

References

1. Filippov A. F. Differentsial'nye uravneniya s razryvnoi pravoi chast'yu // Matem. sb. 1960. T. 51(93). №1. S. 99–128

2. Betelin V. B. i dr. Stokhasticheskaya neustoichivost' v dinamike povedeniya slozhnykh gomeostaticheskikh sistem // Doklady akademii nauk. 2017. T. 472. №6. S. 642–644.

3. Kapilevich L. V. Fiziologicheskie metody kontrolya v sporte. Tomsk: Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 2009. 518 c.

4. Tkachenko B. I. Normal'naya fiziologiya cheloveka. M.: Meditsina, 2005. 928 c.

5. Nishimura T. Tables of 64-bit Mersenne twisters // ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation (TOMACS). 2000. vol. 10. issue 4. pp. 234–357.

6. Ilyashenko L. K. i dr. Khaoticheskaya dinamika parametrov tremorogramm v usloviyakh stress-vozdeistvii // Rossiiskii zhurnal biomekhaniki. 2018. T. 22. №1. S. 74–84.

7. Es'kov V. V. i dr. Fenomen statisticheskoi neustoichivosti sistem tret'ego tipa -complexity // Zhurnal tekhnicheskoi fiziki. 2017. T. 87. №11. S. 1609–1614.

8. Es'kov V. M. i dr. Formalizatsiya effekta «povtorenie bez povtoreniya «N.A. Bernshteina // Biofizika. 2017. T. 62. №1. S. 168–176.

9. Es'kov V. M. i dr. Entropiya Shennona v izuchenii statsionarnykh rezhimov i evolyutsii complexity // Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 3: Fizika. Astronomiya. 2017. №3. S. 90–98.

10. Gorbunov D. V. Odnorodnost' i neodnorodnost' parametrov dvizhenii cheloveka // Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2018. №4. S. 68–75.

СИМУЛЯЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕПРОИЗВОЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ЧЕЛОВЕКА

Аннотация

SIMULATION MODELING OF INVOLUNTARY HUMAN MOVEMENTS

Abstract

События