A statikus és dinamikus egyensúlyozás energiaigényének viszonya
Az emberi egyensúlyozás megértése fontos feladat, az élet sok területén felhasználhatóak a kutatások során gyűjtött eredmények. Viszonylag új kutatási irány az, hogy az orvosi vizsgálatok mellett a mérnökök és matematikusok is hozzájárulnak az egyensúlyozási folyamat megértéséhez matematikai modellek megalkotásával, melyek az agyi folyamatokhoz hasonló szabályozási algoritmusokat igyekeznek alkalmazni.
Az egyensúlyozás leírása igen bonyolult, az emberi mozgásszabályozásban a reakcióidők miatt időkésések lépnek fel, ezen kívül számításba kell venni nemlineáris dinamikai hatásokat és az emberi test bonyolultsága miatt nagy szabadsági fokú modellekre van szükség. A feladat komplexitása miatt a szakirodalomban használt matematikai modellek egyelőre nem teljesek, nem tudnak minden jellemzőt együttesen figyelembe venni.
Mechanikai modellek segítségével az állás illetve futás folyamata vizsgálható, értelmezhető. A feladat során arra koncentrálok, hogy a mozgásmintát elég jól megközelítő de emellett egyszerű modellt vizsgáljak. Amennyiben a modell kikerül a stabil állapotából, és nem képes visszatalálni oda, vagy más stabil pályára állni, bekövetkezik az esés. Az ezt megelőző hatásokat megfigyelve és összevetve azzal az esettel, mikor sikeresen visszaállt a modell a stabil helyzetébe, az esés bekövetkezéséhez vezető tényezők megismerhetőek, a korrekciójukkal az egyensúlyozás segíthető.
Az egyensúlyozás kutatásának hosszú távú célja megválaszolni, hogy milyen szabályozási modellel írható le az agyban lezajló egyensúlyozási folyamat; hogyan jósolható meg egy esés; valamint hogyan, esetleg milyen segédeszközökkel támogatható az ember az egyensúlyozásban?
A fenti kérdések egy részproblémájaként arra a kérdésre fókuszálok saját munkámban, hogy mi az egyensúly fenntartására fordított energiamennyiség viszonya futásnál és egy helyben állás közben. A kérdés megválaszolásával közelebb jutunk az egyensúlyozás mechanizmusának és a mögöttes szabályozási folyamatok megértéséhez.
szerző
-
Patkó Dóra
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Zelei Ambrus
Tudományos munkatárs, Műszaki Mechanikai Tanszék
