基于肌肉协同激活的骨骼肌模型等效外力向量计算方法及其在康复与运动训练中的应用

来自某研究团队的研究人员针对如何精确计算肢体末端等效外力（equivalent external force）以匹配目标肌肉力的问题，开发了一种结合骨骼肌模型（musculoskeletal model）和卡鲁什-库恩-塔克条件（KKT conditions）的创新算法。该研究通过下肢四自由度机器人验证，成功生成股四头肌（vasti）最优激活轨迹，证实了该方法在医学康复和运动训练中的双重应用价值。

　　

这项研究突破性地提出通过骨骼肌模型（musculoskeletal model）计算肢体末端等效外力的新范式。当受试者需要特定肌肉（如股四头肌vasti）产生目标收缩力时，研究团队巧妙运用卡鲁什-库恩-塔克条件（Karush-Kuhn-Tucker conditions），精确推算出足部所需施加的力学向量。实验采用四自由度机器人平台，动态验证了肌肉激活轨迹与目标力学参数的匹配性。该技术不仅为临床康复（如神经肌肉功能重建）提供量化评估工具，更能优化运动员的力量训练策略，标志着生物力学（biomechanics）领域在运动医学交叉应用的重要进展。