9. Kraftmodellierung für digitale Menschmodelle

Eine wesentliche Funktion digitaler Menschmodelle besteht in der Simulation maximal möglicher Körperkräfte für unterschiedliche zu simulierende Aufgaben. Um Aussagen für beliebige Haltungen und Kraftrichtungen treffen zu können, ist eine detaillierte biomechanische Analyse und folglich Modellierung des krafterzeugenden Muskelapparates erforderlich. Effekte wie Multifunktionalität und Mehrgelenkigkeit einzelner Muskeln sowie das synergistische bzw. antagonistische Zusammenspiel mehrerer Muskelgruppen ist von entscheidender Bedeutung. Nach theoretischer Ermittlung zu berücksichtigender Parameter pro Freiheitsgrad eines Gelenks und experimenteller Erfassung können diese Zusammenhänge modelliert und in digitale Menschmodelle implementiert werden. So beschreibt dieses Kapitel am Beispiel des Ellbogens den Zusammenhang zwischen maximalen Ellbogenbeugemomenten und Einfluss nehmenden Gelenkwinkeln. Darüber hinaus wird die Überlagerung von zwei Freiheitsgraden pro Gelenk erläutert. Das Kapitel schließt mit einem Ausblick über Forschungsfragen, welche noch für eine detailliertere gelenkspezifische Gelenkmoment-modellierung, vor allem in Bezug auf mehrgelenkige Kraftfälle, zu beantworten sind, ab.