Wenn der knorpel knirscht computersimulationen in der biomechanik
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Wenn der Knorpel knirscht... Computersimulationen in der Biomechanik. Arbeitsgruppe Biomechanik Theoretische Astrophysik Universität Tübingen. Zusammenarbeit mit. Sportwissenschaft Sportmedizin Rechtsmedizin Orthopädie Neurologie Industrie. Modelldefinition Bewegungsgleichungen

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Wenn der Knorpel knirscht... Computersimulationen in der Biomechanik

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Presentation Transcript


Wenn der knorpel knirscht computersimulationen in der biomechanik

Wenn der Knorpel knirscht... Computersimulationen in derBiomechanik

Arbeitsgruppe Biomechanik

Theoretische Astrophysik

Universität Tübingen


Zusammenarbeit mit

Zusammenarbeit mit

  • Sportwissenschaft

  • Sportmedizin

  • Rechtsmedizin

  • Orthopädie

  • Neurologie

  • Industrie


Interdisziplin re entwicklung eines modularen homunkulus

Modelldefinition

Bewegungsgleichungen

Integratoren

Visualisierung

Gelenkstrukturen

Muskelgeometrie

Weichteilmodellierung

Muskelsteuerung

Interdisziplinäre Entwicklung eines modularen HOMUNKULUS

  • Wechselwirkung zwischen Modell und Umwelt


Homunkulus modelldefinition

HomunkulusModelldefinition

  • dreidimensional

  • 17-gliedrig

  • mit Schwabbelmassen


Homunkulus bewegungsgleichungen

Homunkulus Bewegungsgleichungen


Homunkulus gelenkstrukturen und muskelgeometrie

HomunkulusGelenkstrukturen und Muskelgeometrie

  • realistische Gelenkgeometrie

  • Muskelangriffspunkte

  • Muskelzugrichtungen

  • Muskelkräfte

  • 44 Muskeln pro Bein


Homunkulus schwabbelmassen

Homunkulus Schwabbelmassen


Wenn der knorpel knirscht computersimulationen in der biomechanik

Einsatzmöglichkeiten unseres modularen HOMUNKULUS

Passiv:

Belastungsbestimmung

  • im Arbeitsbereich

  • im Sport

  • für orthopädische Eingriffe

  • bei Unfällen

Aktiv:

Bewegungserzeugung

  • für das Gehen

  • für Sprünge

  • für Armbewegungen


Beispiele f r anwendungen

Beispiele für Anwendungen

  • Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle

  • Simulation des menschlichen Ganges

  • Sport (z.B. Niedersprünge)

  • Computergestützte Operationsplanung

  • Fußgänger-PKW-Unfälle


Beispiele f r anwendungen1

Beispiele für Anwendungen

  • Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle

  • Simulation des menschlichen Ganges

  • Sport (z.B. Niedersprünge)

  • Computergestützte Operationsplanung

  • Fußgänger-PKW-Unfälle


Hand arm modell f r vibrationseinleitungen kooperation mit bosch gmbh

Hand-Arm-Modellfür Vibrationseinleitungen(Kooperation mit Bosch GmbH)


Heckaufprall mit tapferen freiwilligen

Heckaufprall mit tapferenFreiwilligen


Insassensimulation kooperationen mit daimlerchrysler

Insassensimulation(Kooperationen mit DaimlerChrysler)

Heckaufprall

HWS-Schleudertrauma

Komfortdummy


Beispiele f r anwendungen2

Beispiele für Anwendungen

  • Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle

  • Simulation des menschlichen Ganges

  • Sport (z.B. Niedersprünge)

  • Computergestützte Operationsplanung

  • Fußgänger-PKW-Unfälle


Filmanalyse und erste simulationsversuche

Filmanalyse und erste Simulationsversuche


Zweidimensionales modell mit 14 muskeln

Zweidimensionales Modellmit 14 Muskeln

  • auf der Erde

  • auf dem Mond


Dreidimensionales modell mit virtual model control vmc

Dreidimensionales Modell mitVirtual Model Control (VMC)


Honda mann 250 millionen dollar entwicklungskosten

Honda-Mann, 250 Millionen Dollar Entwicklungskosten


Beispiele f r anwendungen3

Beispiele für Anwendungen

  • Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle

  • Simulation des menschlichen Ganges

  • Sport (z.B. Niedersprünge)

  • Computergestützte Operationsplanung

  • Fußgänger-PKW-Unfälle


Computersimulation im sport

Computersimulation im Sport

  • Messung der äußeren Kräfte

  • Filmaufnahmen der Bewegung

  • Aufzeichnung der Muskelaktivitäten

  • Biomechanische Modellbildung

  • Computersimulation

  • Bestimmung der inneren Kräfte


Zur beruhigung der ethikkommission abteilung menschenversuche

Zur Beruhigung der Ethikkommission, Abteilung Menschenversuche

Ich, Stefanie Kramer, erkläre hiermit, dass

ich freiwillig und auf eigene Gefahr auf die

Kraftmessplatte springe.


Computersimulation im sport1

Computersimulation im Sport


Beispiele f r anwendungen4

Beispiele für Anwendungen

  • Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle

  • Simulation des menschlichen Ganges

  • Sport (z.B. Niedersprünge)

  • Computergestützte Operationsplanung

  • Fußgänger-PKW-Unfälle


Kraft im h ftgelenk beim einbeinstand

Kraft im Hüftgelenk beim Einbeinstand

M = Muskelkraft

R = Hüftgelenkskraft

G5 = Gewichtskraft

des Körpers

ohne Standbein

R ist im statischen

Gleichgewicht etwa

das Dreifache des

Körpergewichts


Druckverteilung im h ftgelenk computergest tzte operationsplanung

Druckverteilung im HüftgelenkComputergestützte Operationsplanung


Kooperation mit orthop die und sportmedizin

Kooperation mit Orthopädie und Sportmedizin

Therapiegerät

(Posturomed) wird

zum Balancetraining

nach chirurgischen

Eingriffen oder

Verletzungen eingesetzt


Simulation des menschlichen standes

Simulation des menschlichen Standes

  • Modell des Posturomeds

  • Hochgeschwindigkeitsvideo

  • Kraftmessplatte


Implantat zwischen den wirbelk rpern bei r ckenproblemen

Implantat zwischen den Wirbelkörpern bei Rückenproblemen


Wirbels ulenmodell computergest tzte operationsplanung

WirbelsäulenmodellComputergestützte Operationsplanung


Wirbels ulenmodell computergest tzte operationsplanung1

WirbelsäulenmodellComputergestützte Operationsplanung


Beispiele f r anwendungen5

Beispiele für Anwendungen

  • Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle

  • Simulation des menschlichen Ganges

  • Sport (z.B. Niedersprünge)

  • Computergestützte Operationsplanung

  • Fußgänger-PKW-Unfälle


Unfallrekonstruktion landesforschungsschwerpunkt bawue

UnfallrekonstruktionLandesforschungsschwerpunkt BaWue

Modellbildung und

Computersimulation

Spurensicherung durch

Gerichtsmedizin


Unfallrekonstruktion landesforschungsschwerpunkt bawue1

UnfallrekonstruktionLandesforschungsschwerpunkt BaWue


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