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 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Wenn der Knorpel knirscht... Computersimulationen in der
Biomechanik
Arbeitsgruppe Biomechanik
Theoretische Astrophysik
Universität Tübingen
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Zusammenarbeit mit
• Sportwissenschaft
• Sportmedizin
• Rechtsmedizin
• Orthopädie
• Neurologie
• Industrie
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Interdisziplinäre Entwicklung eines modularen HOMUNKULUS
• Modelldefinition• Bewegungsgleichungen• Integratoren• Visualisierung
• Gelenkstrukturen• Muskelgeometrie• Weichteilmodellierung• Muskelsteuerung
• Wechselwirkung zwischen Modell und Umwelt
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HomunkulusModelldefinition
• dreidimensional
• 17-gliedrig
• mit Schwabbelmassen
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Homunkulus Bewegungsgleichungen
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HomunkulusGelenkstrukturen und Muskelgeometrie
• realistische Gelenkgeometrie
• Muskelangriffspunkte
• Muskelzugrichtungen
• Muskelkräfte
• 44 Muskeln pro Bein
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Homunkulus Schwabbelmassen
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Einsatzmöglichkeiten unseres modularen HOMUNKULUS
Passiv:
Belastungsbestimmung• im Arbeitsbereich• im Sport• für orthopädische Eingriffe• bei Unfällen
Aktiv:
Bewegungserzeugung• für das Gehen• für Sprünge• für Armbewegungen
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Beispiele für Anwendungen
• Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle
• Simulation des menschlichen Ganges
• Sport (z.B. Niedersprünge)
• Computergestützte Operationsplanung
• Fußgänger-PKW-Unfälle
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Beispiele für Anwendungen
• Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle
• Simulation des menschlichen Ganges
• Sport (z.B. Niedersprünge)
• Computergestützte Operationsplanung
• Fußgänger-PKW-Unfälle
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Hand-Arm-Modellfür Vibrationseinleitungen
(Kooperation mit Bosch GmbH)
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Heckaufprall mit tapferenFreiwilligen
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Insassensimulation(Kooperationen mit DaimlerChrysler)
Heckaufprall
HWS-Schleudertrauma
Komfortdummy
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Beispiele für Anwendungen
• Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle
• Simulation des menschlichen Ganges
• Sport (z.B. Niedersprünge)
• Computergestützte Operationsplanung
• Fußgänger-PKW-Unfälle
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Filmanalyse und erste Simulationsversuche
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Zweidimensionales Modellmit 14 Muskeln
• auf der Erde • auf dem Mond
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Dreidimensionales Modell mitVirtual Model Control (VMC)
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Honda-Mann, 250 Millionen Dollar Entwicklungskosten
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Beispiele für Anwendungen
• Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle
• Simulation des menschlichen Ganges
• Sport (z.B. Niedersprünge)
• Computergestützte Operationsplanung
• Fußgänger-PKW-Unfälle
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Computersimulation im Sport
• Messung der äußeren Kräfte• Filmaufnahmen der Bewegung• Aufzeichnung der Muskelaktivitäten• Biomechanische Modellbildung• Computersimulation• Bestimmung der inneren Kräfte
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Zur Beruhigung der Ethikkommission, Abteilung Menschenversuche
Ich, Stefanie Kramer, erkläre hiermit, dass
ich freiwillig und auf eigene Gefahr auf die
Kraftmessplatte springe.
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Computersimulation im Sport
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Beispiele für Anwendungen
• Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle
• Simulation des menschlichen Ganges
• Sport (z.B. Niedersprünge)
• Computergestützte Operationsplanung
• Fußgänger-PKW-Unfälle
![Page 28: Wenn der Knorpel knirscht... Computersimulationen in der Biomechanik](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56813602550346895d9d7712/html5/thumbnails/28.jpg)
Kraft im Hüftgelenk beim Einbeinstand
R ist im statischen
Gleichgewicht etwa
das Dreifache des
Körpergewichts
M = Muskelkraft
R = Hüftgelenkskraft
G5 = Gewichtskraft des Körpers ohne Standbein
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Druckverteilung im Hüftgelenk Computergestützte Operationsplanung
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Kooperation mit Orthopädie und Sportmedizin
Therapiegerät
(Posturomed) wird
zum Balancetraining
nach chirurgischen
Eingriffen oder
Verletzungen eingesetzt
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Simulation des menschlichen Standes
• Modell des Posturomeds
• Hochgeschwindigkeitsvideo
• Kraftmessplatte
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Implantat zwischen den Wirbelkörpern bei Rückenproblemen
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WirbelsäulenmodellComputergestützte Operationsplanung
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WirbelsäulenmodellComputergestützte Operationsplanung
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Beispiele für Anwendungen
• Arbeitsmedizin und Mensch-Maschine-Schnittstelle
• Simulation des menschlichen Ganges
• Sport (z.B. Niedersprünge)
• Computergestützte Operationsplanung
• Fußgänger-PKW-Unfälle
![Page 36: Wenn der Knorpel knirscht... Computersimulationen in der Biomechanik](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56813602550346895d9d7712/html5/thumbnails/36.jpg)
UnfallrekonstruktionLandesforschungsschwerpunkt BaWue
Spurensicherung durchGerichtsmedizin
Modellbildung und Computersimulation
![Page 37: Wenn der Knorpel knirscht... Computersimulationen in der Biomechanik](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56813602550346895d9d7712/html5/thumbnails/37.jpg)
UnfallrekonstruktionLandesforschungsschwerpunkt BaWue
![Page 38: Wenn der Knorpel knirscht... Computersimulationen in der Biomechanik](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56813602550346895d9d7712/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Wenn der Knorpel knirscht... Computersimulationen in der Biomechanik](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081519/56813602550346895d9d7712/html5/thumbnails/39.jpg)