Биомеханика

Наша компания специализируется на научных разработках в области биомеханики движения человека для нужд спорта высших достижений. Для решения этих задач мы используем ряд новейших технологий из области искусственного интеллекта, нечеткой логики и применения нейронных сетей для обработки данных.

Наш комплекс, направленный на биомеханическую съёмку, уникален для России, с его помощью можно в кратчайшие сроки получать данные о движениях человека и проводить исследования динамических особенностей с высокой точностью.

Наши специалисты по данным тестовых упражнений могут создать оптимальный режим тренировки, учитывая все особенности спортсмена. Мы уже работаем со сборными командами России по лёгкой атлетике, результаты использованы при подготовке команды к чемпионату Европы.

Наши разработки также применимы для оптимизации рабочего места человека. Вопрос эргономики напрямую связан с производительностью и здоровьем человека.

Наши модели весьма разнообразны, в этом направлении проведены глубокие исследования.

Весь накопленный потенциал мы можем применить для проведения НИОКР в различных областях промышленности.

- Верификация и оптимизация конструкторских и дизайнерских решений в области взаимодействия человека с окружающими объектами.

- Оптимизация формы и жесткости сидения, как для рабочего места человека, так и для автомобильных сидений.

- Решения для лиц с ограниченными двигательными способностями.

- Виртуальные испытания. В автомобильной промышленности: соединение модели опорно-двигательного аппарата и данных, получаемых с манекенов при испытаниях (crash-тестах).

- Ортопедия. Мы можем проверить пригодность имплантатов или протезов, вычисляя все силы, действующие на имплантат и кости во время движения.

- Аэрокосмическаяи оборонная промышленность. Аэрокосмическая и оборонная отрасли часто сталкиваются со сложностями проектирования  в связи с возможностью перегрузок. Мы можем провести исследования задачи, интегрировав модель человека в проектируемую систему.

- Гигиена труда. Для организаций, стремящихся к минимизации производственных рисков и вредящей здоровью работы, мы можем провести сравнение различных способов организации рабочего места.

Одной из составляющих этого направления можно выделить оптимизацию рабочего места для водителей. Разработки в этом направлении уже успешно применяются компанией “Ford”. Примером оптимизируемого параметра может быть положение ручки на двери автомобиля для повышения удобства при выходе из машины.

Либо определение оптимальной жёсткости пружины педали газа для лучшего контроля скорости.

- Потребительские товары. Для проектировщиков потребительских товаров в области спорта, отдыха, мебели и др. мы может провести исследования в области оптимизации удобства или производительности продукта, имитируя взаимодействие между пользователем и продуктом.

-  Обучение. Наши специалисты могут обучить применению всех систем и инструментов, используемых для решения описанных выше задач.

Применяемые системы:

- AnyBody Modeling System™

Система AnyBody Modeling System™ - это ПО для симуляции работы тела человека с учетом взаимодействия с окружающей средой.

Окружающая среда определяется внешними силами и граничными условиями, пользователь может задавать движения уравнениями, либо используя данные, полученные с помощью систем захвата движений. AnyBody вычисляет механические свойства системы «человек-окружающая среда».

Из AnyBody  можно получить результаты по следующим параметрам: сила в мышцах, сила и момент в суставах, метаболизм, упругая энергия в связках, активность мышц-антагонистов, а также по многим другим.

AnyBody также позволяет проводить калибровку размеров тела человека, что дает возможность проводить индивидуальные исследования.

Задание движения для системы AnyBodyс помощью реальных данных является очень естественным и простым, благодаря связующим инструментам, разработанным нашими сотрудниками.

Данные о реальных движениях получают с помощью систем захвата движения.

- QualisysTM

Мировым лидером в этом направлении является система Qualisys.

Наша компания обладает новейшим оборудованием, разработанным фирмой Qualisys для захвата движения. Данная система позволяет в режиме реального времени получать файлы стандарта c3d, в который закладывается полная информация о движении и взаимодействии человека с окружающей средой.

В области судоходства.

Отслеживание движения модели судна при различных условиях, определяемых волнами, течениями или ветром, является одной из основных задач гидродинамической лаборатории или морской испытательной площадки. Традиционно эта задача решалась с использованием потенциометрических систем, которые размещались на моделях, или громоздких и дорогих гироскопов и акселерометров. Qualisys AB предлагает простой, быстрый и функциональный способ получения точных данных в формате 3D и 6 DOF. Благодаря оптической технологии захвата нет необходимости размещать на моделях тяжелую измерительную аппаратуру. При помощи небольших по массе маркеров можно использовать даже очень маленькие и легкие модели.

Испытательный бассейн.

В испытательном бассейне достаточно 2 или 4 камер, в зависимости от конструкции бассейна. Камеры можно разместить на корпусе бассейна, что обеспечивает расположение модели и маркеров на линии видимости.

Океанический бассейн.

Океанический бассейн предоставляет преимущества использования большой области измерений. Для такого типа водоема обычно требуется большее количество камер, если необходимо осуществлять захват во всей области.

Энергия волн.

При измерении энергии волн обычно измеряется меньшая площадь, чем в океаническом бассейне. Это означает, что не нужно иметь так много камер (2 или 4 в зависимости от схемы). Маркеры лучше всего размещать на бакенах. Для сухопутных средств передвижения У системы Qualisys есть множество промышленных способов применения. Для совершенствования конструкций автомобилей и их внешнего дизайна может быть использован сложный трехмерный анализ. Задействование технологии захвата движений (motion capture) существенно сокращается время, необходимое для испытаний. Qualisys поддерживает как полностью готовые, так и комбинированные производственные решения.

Методы.

Измерительные методы используются в автомобильной промышленности для установки механических компонентов при измерении положения. Эти методы, например, используются во время производственного процесса при установке колес и подвески. Во многих процессах в автомобильной промышленности применяется ручная установка и бывает трудно получить одинаковые результаты. По этой причине важны развитие стандартных процессов измерения положения и установки.

Большая область применения.

Другой тип измерений в автомобильной промышленности – запись вибраций двигателя в экстремальных условиях вождения путем размещения точек измерения на блоке цилиндров.

Системы управления.

Система Qualisys может быть использована для измерения и оценки работы промышленных роботов. Использование захвата движений (motion capture) значительно сокращается время, необходимое для испытаний. Qualisys поддерживает как полностью готовые, так и комбинированные производственные решения. Qualisys при сотрудничестве ведущих компаний в отрасли обрабатывающей промышленности разработал регулирующие устройства для контейнерных кранов. Результат работы системы заключается в сокращении времени погрузки и разгрузки и более безопасной транспортировке товаров. В конструкцию крана помещена система камер, она является третьей частью производственного решения.

Аэродинамика.

Анализ аэродинамики самолёта исторически выполнялся на самолетах в натуральном масштабе. Сегодня большое количество аэродинамических измерений проводится на стадии конструкторских разработок и использование масштабных моделей в аэродинамической трубе. Современные исследования направлены главным образом на измерение аэроупругости конструкции самолета при различных условиях. Как уже упоминалось, эти испытания сначала осуществляют в аэродинамической трубе, используя масштабные модели. Результаты типов тестов показывают, что правильная конструкция фюзеляжа и крыльев уменьшает сопротивление воздуха. Вместе с выбором материалов это повышает стабильность и экономичность самолета, результатом чего является увеличение дальности полета и уменьшение расхода топлива.

Примеры исследований:

- Оптимизация конструкции крыльев самолета для уменьшения вибрации.

- Развитие методов и процедур испытания для структурного проектирования самолета.

- Проектирование числовых методов для прогнозирования аэроупругого поведения.

- Развитие методов для проектирования изготавливаемых конструкций в зависимости от их аэроупругих свойств.

- Развитие более эффективных устройств контроля и маневрирования, которые учитывают преимущества эластичной структуры материала.

Эргономика промышленности.

Повторяющиеся операции при работе на оборудовании могут причинить ущерб рабочим. Учеными были разработаны методы для анализа движений тела при управлении различными видами оборудования. Эти методы пригодны для использования в промышленности и могут быть применены в общих рабочих условиях как инструмент для создания более эффективного и безопасного рабочего места. Изучение поведение работника в виртуальной обстановке означает, что панели и устройства управления могут быть размещены так, чтобы уменьшить его или ее трудовую нагрузку на ранней стадии проектирования процесса. Профессии, в которых человек вынужден использовать тяжелые, повторяющиеся и монотонные действия, часто приводят к травмам и увеличению стоимости труда. Qualisys, работая вместе с исследовательскими центрами и промышленными лидерами, развивает методы и инструменты по проектированию более реально безопасного рабочего места.

Подводные измерения.

При использовании подводных камер Oqus для захвата движений можно проводить подводные измерения во внутренних водоемах, таких участки в океанах, которые используются для испытаний масштабных моделей кораблей, или бассейны для водных видов спорта.

Объем измерений.

Подводные камеры Oqus могут осуществлять измерения в пределах 15-20-метровой зоны. При определении объема измерений качество воды и количество камер являются решающими факторами. При различных обстоятельствах можно использовать ряд подводных маркеров Модификации Модификация состоит из водозащитного футляра для камеры с источником голубого света. Для корректировки отклонений под водой используется специальная внутренняя и внешняя калибровка.