الگوی بهینه‌ی حرکت برخاستن از وضعیت اسکوات با استفاده از توابع هزینه‌ی مختلف

زمینه و هدف: برخاستن یکی از تکراری ترین حرکات روزمره است که اجرای آن نیازمند اعمال گشتاور زیاد و حفظ دقیق تعادل می‌باشد. هدف از انجام این مطالعه ، بهینه سازی الگوی حرکت برخاستن از وضعیت اسکوات با استفاده از چند تابع هزینه ی مختلف بود.روش بررسی: در این مطالعه از دو تابع هزینه ی حداقل گشتاور و انرژی مکانیکی و یک تابع چند هزینه ای استفاده شد. تابع چند هزینه ای به شکلی طراحی گردید که گشتاور کل، انرژی مکانیکی، حداکثر گشتاور زانو و احتمال بی تعادلی، به‌طور همزمان کاهش یابد. جهت ساخت مدل و انجام مقایسه با الگوهای بهینه، از نمای ساجیتال حرکت برخاستن از وضعیت اسکوات شش نفر مرد جوان سالم (سن 1.2±24.6 سال، وزن 5.2±72.5 کیلوگرم، قد 74.7±177 سانتی متر)، فیلم گرفته و مدلی دو بُعدی و چهار سگمنتی، بر اساس معادلات حرکت تعریف شد. پس از اعمال قیدها و توابع هزینه، از الگوریتم ژنتیک جهت یافتن الگوی بهینه استفاده گردید.یافته ها: طبق نتایج پژوهش، الگوی حرکتی ناشی از تابع چند هزینه ای، کاهش 2.5 درصدی در انرژی مکانیکی، 3.5 درصدی در گشتاور کل مفاصل و 43.3 درصدی در حداکثر گشتاور مفصل را به نسبت الگوی ارائه شده توسط آزمودنی ها نشان داد. علاوه بر این تابع چند هزینه ای، به نسبت دو تابع هزینه ی دیگر، شباهت بیشتری با الگوی آزمودنی ها داشت و با کنترل هزینه ی تعادل، ایمنی حرکت را نیز افزایش داد.نتیجه گیری: در جریان بهینه سازی حرکات مختلف، مطلوب است که ابتدا فاکتورهای موثر بر حرکت شناسایی شود و سپس به کمک یک تابع هزینه ی کامل و مناسب، بهترین الگو برای تکلیف مورد نظر انتخاب شود. نتایج این مطالعه می تواند الگوی بهینه ی برخاستن از وضعیت اسکوات را با هدف طراحی وسایل توانبخشی و پروتکل های تمرینی ارائه نماید.