008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
■001000016935396
■00520240214101927
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798380724081
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30720557
■035    ▼a(MiAaPQ)PennState_21680chr33
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a617
■1001  ▼aRodman,  Claire.
■24510▼aPredictive  Modeling  of  Human  Behavior  During  Exoskeleton  Assisted  Walking▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bThe  Pennsylvania  State  University.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(192  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Martin,  Anne  E.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  Pennsylvania  State  University,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aBipedal  locomotion  in  humans  is  a  complex  behavior,  requiring  impressive  coordination  of  the  neuromuscular  system.  There  are  many  hypothesized  motor  control  objectives  describing  how  humans  might  optimally  govern  these  coordinated  efforts,  including  minimization  of  energetic  expenditure.  However,  evidence  suggests  that  the  underlying  objectives  are  more  complicated  than  pure  energy  minimization.  Further,  these  objectives  have  not  been  thoroughly  investigated  during  more  complicated  walking  tasks.  The  mechanics  of  speed-varying  walking  and  exoskeleton  assisted  walking,  for  example,  are  not  fully  understood,  which  makes  testing  different  possible  walking  objectives  difficult.  This  work  explored  the  physical  behavior  and  underlying  objectives  of  exoskeleton-assisted  and  unassisted  walking.  The  spatiotemporal  behavior  during  walking  speed  transitions  was  investigated  experimentally.  The  findings  indicate  that  the  magnitude  of  the  change  in  speeds  affects  how  humans  execute  transitions,  and  that  different  people  may  preferentially  utilize  strategies  to  complete  the  task.  To  explore  underlying  walking  objectives,  a  computational  model  was  developed.  Specifically,  a  moderately  complex  Hybrid  Zero  Dynamics  based  model  with  nonuniform  foot  shape  and  muscle-tendon  dynamics  at  the  ankle  was  developed.  Equations  of  motion  were  derived  and  model  validation  simulations  demonstrated  that  this  model  is  capable  of  producing  simulated  gaits  that  match  human  walking  for  three  different  nonuniform  foot  shape  parameterizations.  Finally,  three  candidate  walking  objectives  were  tested  for  unassisted  and  exoskeleton-assisted  walking.  This  was  done  using  optimization,  generating  simulated  gait  by  minimizing  representative  objective  functions.  The  findings  indicated  that  humans  may  minimize  muscle  activation  during  walking,  however  additional  work  is  still  necessary  to  determine  how  this  goal  is  balanced  with  other  objectives.  Additional  simulations  were  executed  to  identify  sources  of  error  between  simulated  and  experimental  gait  in  the  model,  providing  insight  into  the  limitations  and  possibilities  for  future  work.
■590    ▼aSchool  code:  0176.
■650  4▼aAnkle.
■650  4▼aKinematics.
■650  4▼aMetabolism.
■650  4▼aFitness  equipment.
■650  4▼aCoordinate  transformations.
■650  4▼aRange  of  motion.
■650  4▼aFingers  &  toes.
■650  4▼aBioinformatics.
■650  4▼aBiophysics.
■650  4▼aBiomedical  engineering.
■650  4▼aNeurosciences.
■650  4▼aBiomechanics.
■653    ▼aExoskeleton  
■653    ▼aBipedal  locomotion
■653    ▼aMuscle-tendon  dynamics
■653    ▼aSpatiotemporal  behavior  
■653    ▼aHuman  walking
■690    ▼a0786
■690    ▼a0541
■690    ▼a0317
■690    ▼a0648
■690    ▼a0715
■71020▼aThe  Pennsylvania  State  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-05B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0176
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16935396▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024