طراحی و پیاده سازی مکانیزم دو بعدی پیش بینی کننده پاسچر انسان حین بلند کردن اجسام

دردهای ناحیه پایینی ستون فقرات بسیار شایع و پرهزینه می باشند که یکی از مهمترین عوامل آن، بارهای مکانیکی فشاری و برشی می باشند که در حین فعالیت های روزمره، مانند بلند کردن و جابجا کردن اجسام در محیط کار، بر روی دیسک های بین مهرهای اعمال می شوند. تخمین این بارهای مکانیکی برای طراحی برنامه های پیشگیری توسط ارگونومیستها، بسیار مهم است. در حال حاضر تنها روش غیر تخریبی موجود برای تخمین بارهای مکانیکی وارده به دیسک ها، استفاده از مدل های بیومکانیکی ستون مهره ها است. در مدل های بیومکانیکی، ارگونومیست نیازمند دانستن مقدار، جهت و موقعیت بار حمل شده و همچنین پاسچر بدن می باشد. در حالی که تعیین مقدار، جهت و موقعیت بار اعمالی نسبتا آسان می باشد، تعیین دقیق پاسچر بدن غالبا توسط روش های تصویربرداری امکان پذیر است که پرهزینه، مشکل و زمان بر می باشد؛ در حالی که پیش بینی پاسچر توسط مدل های نیرو-گشتاور، مقرون به صرفه و بسیار سریع است. در پژوهش حاضر، مدل های مختلف نیرو-گشتاور جهت پیش بینی پاسچر شخص هنگام بلند کردن اجسام، پیاده سازی، تحلیل و ارائه شده است. در این پژوهش، مدل پنج لینکی با سه درجه آزادی درنظر گرفته شده است. مقدار، جهت و موقعیت بار اعمالی و همچنین طول، جرم و مرکز جرم لینک های بدن به عنوان ورودی مدل به کار گرفته می شود. توسط این ورودی ها، پاسچر شخص از روش سینماتیک معکوس و براساس یکی از چهار معیار بهینه سازی نیرو-گشتاور پیش بینی می شود. همچنین قیود هندسی و بیومکانیکی نیز بر روی مدل اعمال می شود تا پاسچر پیش بینی شده، فیزیولوژیک باشد. نتایج مدل، به ازای مقادیر مختلف اندازه و موقعیت بار اعمالی قد و وزن شخص و برای معیارهای مختلف بهینه سازی، ارائه و تحلیل شده است. همچنین نتایج مدل حاضر، با نتایج نرم افزار 3DSSPP مقایسه شده است. مقایسه نشان میدهد که در موقعیت های بار بالاتر و به ازای معیار گشتاور کل، پیش بینی مدل به نتایج 3DSSPP نزدیک تر است. لازم بذکر است که کدنویسی این پژوهش در محیط GUI نرم افزار MATLAB انجام گرفته است