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  • El software recrea movimientos complejos para médicos, rehabilitación, e investigación básica

    El movimiento es fundamental para la vida humana y animal, emergiendo a través de la interacción de complejos neuronales, muscular, y sistemas esqueléticos. OpenSim es un software de código abierto que une modelos y métodos de última generación de la biología, neurociencia, mecánica, robótica, e informática para crear simulaciones de movimiento rápidas y precisas basadas en la física. OpenSim complementa los experimentos al calcular las fuerzas musculares y otras cantidades que son difíciles de medir, y permite la predicción de movimientos como la locomoción bípeda en ancestros humanos y adaptaciones neuromusculares a exoesqueletos o cirugías ortopédicas. Crédito:Seth et al.

    Un simulador de movimiento de código abierto que ya ha ayudado a resolver problemas en medicina, paleontología, y la locomoción animal se ha ampliado y mejorado, según una nueva publicación en la revista de acceso abierto PLOS Biología Computacional . El software, llamado OpenSim, ha sido desarrollado por un equipo de la Universidad de Stanford, dirigido por los primeros autores Ajay Seth, Jennifer Hicks, y Thomas Uchida, con contribuciones de usuarios de todo el mundo. El nuevo documento revisa la amplia gama de aplicaciones del software y describe las mejoras que pueden aumentar aún más su utilidad.

    Los principales desafíos en la creación de movimientos "in silico" incluyen formular las ecuaciones matemáticas subyacentes y garantizar que la solución sea precisa al calcular variables que son difíciles de medir experimentalmente. como el consumo metabólico de músculos individuales y el estiramiento y retroceso de los tendones durante el movimiento. Los modelos basados ​​en la física permiten la predicción de movimientos novedosos, tanto adaptativo como desadaptativo, como un exceso de rotación de la cadera en respuesta a la debilidad de los músculos de las piernas. OpenSim combina métodos de biología, neurociencia, mecánica, y robótica para abordar estos desafíos y crear simulaciones de movimiento rápidas y precisas.

    OpenSim ya se ha utilizado para determinar si Australopithecus afarensis tenía suficiente fuerza de agarre para fabricar ciertas herramientas, basado en descubrimientos de huesos fosilizados; desarrollar estrategias para prevenir lesiones de tobillo durante el rendimiento deportivo; y optimizar un dispositivo robótico portátil para saltos largos. Las aplicaciones adicionales incluyen la predicción de los patrones de locomoción de especies extintas y la planificación de la cirugía de alargamiento de tendones para niños con parálisis cerebral.

    Las mejoras recientes incluyen la adición de modelos más precisos de dinámica muscular, cinemática conjunta, y dispositivos de asistencia, que ayudará en los estudios de rehabilitación; la capacidad de crear estudios personalizados mediante la combinación de herramientas existentes de nuevas formas; herramientas para importar datos de captura de movimiento con el fin de probar simulaciones con experimentos; y herramientas de visualización modernas para crear animaciones interesantes de movimiento.

    "El software es como una navaja suiza para el científico del movimiento, ", dijeron los autores principales." Permite a los investigadores sin experiencia especial en biomecánica realizar simulaciones potentes y precisas para probar hipótesis, visualizar soluciones a problemas, y comunicar ideas. Debido a que incorpora décadas de investigación sobre cómo se mueven los humanos y otros animales, y la comunidad de usuarios de tantos campos diferentes aumenta y mejora constantemente, OpenSim puede acelerar los descubrimientos en cualquier campo en el que el movimiento biológico desempeñe un papel ".


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