الگوي بهينه‌ي حركت برخاستن از وضعيت اسكوات با استفاده از توابع هزينه‌ي مختلف

زمينه و هدف: برخاستن يكي از تكراري ترين حركات روزمره است كه اجراي آن نيازمند اعمال گشتاور زياد و حفظ دقيق تعادل مي‌باشد. هدف از انجام اين مطالعه ، بهينه سازي الگوي حركت برخاستن از وضعيت اسكوات با استفاده از چند تابع هزينه ي مختلف بود. روش بررسي: در اين مطالعه از دو تابع هزينه ي حداقل گشتاور و انرژي مكانيكي و يك تابع چند هزينه اي استفاده شد. تابع چند هزينه اي به شكلي طراحي گرديد كه گشتاور كل، انرژي مكانيكي، حداكثر گشتاور زانو و احتمال بي تعادلي، به‌طور همزمان كاهش يابد. جهت ساخت مدل و انجام مقايسه با الگوهاي بهينه، از نماي ساجيتال حركت برخاستن از وضعيت اسكوات شش نفر مرد جوان سالم (سن 1.2±24.6 سال، وزن 5.2±72.5 كيلوگرم، قد 74.7±177 سانتي متر)، فيلم گرفته و مدلي دو بُعدي و چهار سگمنتي، بر اساس معادلات حركت تعريف شد. پس از اعمال قيدها و توابع هزينه، از الگوريتم ژنتيك جهت يافتن الگوي بهينه استفاده گرديد. يافته ها: طبق نتايج پژوهش، الگوي حركتي ناشي از تابع چند هزينه اي، كاهش 2.5 درصدي در انرژي مكانيكي، 3.5 درصدي در گشتاور كل مفاصل و 43.3 درصدي در حداكثر گشتاور مفصل را به نسبت الگوي ارائه شده توسط آزمودني ها نشان داد. علاوه بر اين تابع چند هزينه اي، به نسبت دو تابع هزينه ي ديگر، شباهت بيشتري با الگوي آزمودني ها داشت و با كنترل هزينه ي تعادل، ايمني حركت را نيز افزايش داد. نتيجه گيري: در جريان بهينه سازي حركات مختلف، مطلوب است كه ابتدا فاكتورهاي مؤثر بر حركت شناسايي شود و سپس به كمك يك تابع هزينه ي كامل و مناسب، بهترين الگو براي تكليف مورد نظر انتخاب شود. نتايج اين مطالعه مي تواند الگوي بهينه ي برخاستن از وضعيت اسكوات را با هدف طراحي وسايل توانبخشي و پروتكل هاي تمريني ارائه نمايد.