A számítógép az izmokat játssza

A mérnökök az izmok összehúzódását modellezik

Az izomszövet szimulációja. Nem szabad elképzelni, hogy a hálózatot alkotó szárak molekulák. Ilyen pontos felbontás a mai számítógépes kapacitáson belül még nem lehetséges. © RUB
felolvasta

A tudósok kifejlesztettek egy virtuális izommodellt, amely megmutatja a vázizom természetes viselkedését különböző körülmények között. Ez lehet egy első lépés a mesterséges izom felé vezető úton.

Az öregedés, az ideg- és izombetegségek, vagy a balesetek utáni bénulás lehet az oka, hogy a vázizmok már nem működnek megfelelően. A mesterséges izompótlás álma közel áll - megvalósítása még messze van. Mindeközben fontos megérteni az izom normális működését annak érdekében, hogy megtudja, milyen erőnek kell lennie a mesterséges izmoknak a természetes mozgás lehetővé tételéhez, hol és mikor mely ingereknek kell menniük.

Az új virtuális izommodell itt segíteni fog. Stefanie Reese a RUBIN, a RUB jelentés tudományos magazin jelenlegi számában.

A passzív és aktív erők együtt működnek

Különböző paraméterek határozzák meg a csontváz izom által kifejtett maximális erőt: az izomsejtek vastagsága (fiziológiai szempont), a tápláló ideg által átvett elektromos ingerek gyakorisága (neurológiai szempont) és az összehúzódási stimulálással stimulált izomrostok kötegek száma (morfológiai szempont) ). Ezt az információt az izomszimuláció felhasználójának be kell írnia a számítógépen.

Az izom modellezésében sok más tényező játszik szerepet: a kutatóknak figyelembe kellett venniük például azt, hogy az izom erő nem csak az izomsejtek összehúzódása által aktív erőből áll, hanem kölcsönhatásba lép a passzív erővel is, amely a keménység alatt áll. a rostok fekszenek. Az izomrostok be vannak ágyazva más típusú szövetekbe, amelyek viszont bizonyos tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek befolyásolják az általános szerkezetet. kijelző

Az izom viselkedésének megbízható illusztrációja

Modellezéséhez a mérnökök többek között a gumi anyagi tulajdonságaival kapcsolatos tudásukat is felhasználták. A biológiai szövethez hasonló mértékben viselkedik. Egy trükkö segítségével a fiziológiából és a biológiából származó egydimenziós adatok felhasználásával egy háromdimenziós izommodellt is el lehet készíteni, amely sokkal kevesebb erőfeszítéssel megbízhatóan reprodukálja az izom viselkedését.

(idw - Ruhr-Egyetemi Bochum, 2006.02.21. - DLO)