Methoden zur Analyse und Synthese menschlicher Bewegungen

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In der vorliegenden Arbeit werden aktuelle mathematische Methoden zur Rekonstruktion von Modellbewegungen aus Messdaten und zur synthetischen Erzeugung von Modellbewegungen vorgestellt. Als Grundlage dafür dienen Mehrkörpermodelle des gesamten menschlichen Körpers, die entwickelt werden und auf Regressionsgleichungen basieren, um eine schnelle und gute Anpassung an Subjekte zu ermöglichen. Zur Analyse menschlicher Bewegungen wird ein ganzheitliches Konzept vorgestellt, das aus mehreren kombinierbaren Methoden besteht und aus aufgezeichneten kinematischen und dynamischen Messdaten die gewünschten Informationen über die zeitlichen Verläufe der Modellvariablen gewinnt. Zur Synthese menschlicher Bewegungen werden direkte Verfahren aus der Theorie optimaler Steuerprozesse untersucht und angewendet. Kollokationsverfahren in impliziter und expliziter Formulierung zusammen mit einer Zustands- und Steuerungsdiskretisierung durch kubische und quintische Splines werden betrachtet. Die Generierung der Bewegungen geschieht dabei nach vorgegebenen Optimalitätskriterien.