Modellbildung und Simulation in der Biomechanik

 

Gast-Vortrag am Montag, 5.12.2005

Prof. Dr.Arnold Baca
Zentrum für Sportwissenschaft und Universitätssport, Universität Wien

14.15 Uhr; Raum 05-522 im Institut für Informatik, Staudingerweg 9

Die Entwicklung von Modellen und die modellbasierte Computersimulation haben in der Biomechanik eine lange Tradition. Modellexperimente liefern seit Jahrzehnten einen wertvollen Beitrag zur Erkenntnisgewinnung über die menschliche Bewegung im Allgemeinen und überverschiedene sportliche Techniken im Speziellen.

Modelle unterschiedlicher Komplexität – von einfachen Massepunkt- bis zu detaillierten segmentierten Körpermodellen des neuro-muskuloskelettären Systems werden konstruiert. Inversdynamische Modelle werden eingesetzt, um aus der observierten Bewegung auf die wirkenden Kräfte, Momente und Belastungen zu schließen, vorwärtsdynamische Modelle stellen die Grundlage der Simulation von Bewegungs-abläufen unter Berücksichtigung wirkender Kräfte, Momente und geltender Zwangsbedingungen dar.

Methoden der Computergrafik erlauben eine unmittelbare Veranschaulichung von Analyse- und Simulationsergebnissen. Der simulierte bzw. analysierte Bewegungs-ablauf lässt sich als Animation präsentieren. Dazu wird das darzustellende Objekt (Athlet/Athletin, Patient/Patientin, etc.) durch ein grafisches Modell repräsentiert. Unterschiedliche Verfahren, die sich primär in der Qualität der Darstellung und im Rechenaufwand unterscheiden, stehen zur Visualisierung von Einzelkonfigurationen zur Verfügung. Der Benutzer kann durch die Wahl der Bildrate und des eobachtungsstandpunktes aus unterschiedlichsten Präsentationsvarianten wählen.

Der Vortrag gibt einen Überblick über Modellbildung, Simulation und Animation in der iomechanik, thematisiert Anwendungsfelder und stellt ausgewählte Software-Werkzeuge vor.

Alle Interessenten sind herzlich willkommen.