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為什么選擇該系統(tǒng)？ -集各家之長為我所用，系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)及分析、整合
我們的方案裝置支持從骨科到運(yùn)動(dòng)機(jī)能學(xué)、運(yùn)動(dòng)科學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、力量與調(diào)節(jié)和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的生命科學(xué)研究。功能包括： 多種可視化方法，以有效的方式顯示您需要的數(shù)據(jù)，包括文本；條形圖或時(shí)間序列圖；動(dòng)畫；或 3D 可視化。 無需編程即可從下拉菜單中獲取原始和處理過的數(shù)據(jù)，例如運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)。用戶定義的公式和腳本允許對(duì)步態(tài)分析、平衡、伸手和抓握等進(jìn)行特定于應(yīng)用程序的分析。 各種生物力學(xué)建模功能，包括自定義關(guān)節(jié)中心定義和局部坐標(biāo)系的能力。支持標(biāo)準(zhǔn)方法，例如國際生物力學(xué)協(xié)會(huì) (ISB) 的建議和用戶定義的模型。可以跟蹤、分析和可視化手、足和脊柱的各個(gè)骨骼。 CT-MRI 配準(zhǔn)，用于創(chuàng)建具有特定主題骨骼幾何形狀的 3D 渲染。解剖標(biāo)志可以從掃描中自動(dòng)提取并用于定義生物力學(xué)模型。 集成肌肉建模，使用用戶定義或?qū)氲?OpenSim 模型，直接從運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)中可視化和分析肌肉力和力矩。 支持多種運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)，包括相機(jī)、慣性和電磁傳感器。多種運(yùn)動(dòng)學(xué)技術(shù)可以組合成一個(gè)實(shí)時(shí)混合運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，以同時(shí)利用每種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。
人體運(yùn)動(dòng)源于神經(jīng)、肌肉和骨骼系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)互動(dòng)。盡管了解運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機(jī)制，但目前還沒有對(duì)復(fù)合神經(jīng)肌肉骨骼系統(tǒng)中神經(jīng)機(jī)械相互作用的相關(guān)實(shí)驗(yàn)理解。這是理解人類運(yùn)動(dòng)的主要挑戰(zhàn)。 為了解決這個(gè)問題，MotionMonitor開發(fā)了綜合多尺度建模平臺(tái)，包括肌肉、骨骼和神經(jīng)模型等等。我們使用**的高密度肌電圖 (HD-EMG) 與盲源分離相結(jié)合，將干擾 HD-EMG 信號(hào)識(shí)別到由同時(shí)控制許多肌肉纖維的脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元放電的尖峰列車集合中。我們開發(fā)了由體內(nèi)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元放電驅(qū)動(dòng)的多尺度肌肉骨骼建模公式，用于計(jì)算所得肌肉骨骼力的高保真估計(jì)。這將使神經(jīng)控制的肌肉組織如何與骨骼組織相互作用的分析能力qian所未有，因此將為了解神經(jīng)肌肉/骨科ji病的病因、診斷和治liao開辟新的途徑。
神經(jīng)科學(xué)和運(yùn)動(dòng)控制的研究受益于內(nèi)置于我們方案的各種硬件和分析。 使用任何 Tobii 頭戴式眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)來捕捉與其他數(shù)據(jù)同步的實(shí)時(shí) 3D 眼動(dòng)數(shù)據(jù)。分析視線交叉點(diǎn)。 使用 Biosemi 或 AntNeuro 硬件捕獲 EEG 數(shù)據(jù)。適用于坐姿、站立和活躍的任務(wù)。根據(jù)其他運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)在 EEG 數(shù)據(jù)中創(chuàng)建用戶定義的興趣點(diǎn)。 實(shí)時(shí)呈現(xiàn)視覺、聽覺和觸覺提示?？梢允褂煤唵蔚膸缀涡螤睢l形圖或時(shí)間序列圖或特定于應(yīng)用程序的視覺效果（如紅綠燈）以多種方式呈現(xiàn)用戶定義的視覺提示。 使用 監(jiān)視器r 與 Unity 和 World Viz 的雙向通信將視覺反饋擴(kuò)展到虛擬現(xiàn)實(shí)。 3D 可視化可以以多種方式呈現(xiàn)。一些例子包括： 手部實(shí)驗(yàn)室：專為上肢研究設(shè)計(jì)的立體屏幕和桁架系統(tǒng)。為主體提供與屏幕上或屏幕前呈現(xiàn)的 3D 虛擬對(duì)象進(jìn)行交互的能力。 沉浸式顯示器：一個(gè)完整的硬件和軟件解決方案，當(dāng)手臂的可視化被隱藏或擾動(dòng)時(shí)，使用同位半鏡屏幕進(jìn)行研究。 綜合研究環(huán)境系統(tǒng) (IRES)：與 Bertec 合作創(chuàng)建的研究質(zhì)量環(huán)境。配備帶 3D 動(dòng)作捕捉系統(tǒng)和儀表跑步機(jī)的沉浸式 VR 圓頂。
運(yùn)動(dòng)計(jì)劃，如我們要拿起手機(jī)，需要指揮手移到**距離（計(jì)劃運(yùn)動(dòng)的軌跡），然后才能拿到手機(jī)。運(yùn)動(dòng)計(jì)劃中，核心編碼可能是位置編碼，即在運(yùn)動(dòng)中以目標(biāo)的位置作為導(dǎo)向而運(yùn)動(dòng)，而非肌肉的作用力大?。阂院镒訛閷?shí)驗(yàn)，阻斷猴子的傳入神經(jīng)（讓猴子無法感知到外界施加的阻力）并將它們放置到漆黑環(huán)境中（阻斷視覺輸入），讓它們完成“轉(zhuǎn)動(dòng)肘關(guān)節(jié)到相應(yīng)位置”的任務(wù)——其中，一批猴子沒有受到外力阻礙，另一批猴子受到外力阻礙其手肘運(yùn)動(dòng)但過一會(huì)兒后撤銷（注意，由于切斷了感覺輸入，猴子無法意識(shí)到自己的手肘使力被外力抵消了）。如果運(yùn)動(dòng)是靠著使力大小完成的（如旋轉(zhuǎn)手腕到相應(yīng)的位置大概需要多大的力量），那么后面一批猴子會(huì)無法完成任務(wù)，因?yàn)樗鼈兇_實(shí)使了這么大的力，而這些卻被無法知覺的外力抵消了。如果兩批猴子都能夠完成任務(wù)，說明運(yùn)動(dòng)計(jì)劃的核心編碼是目標(biāo)位置（主要是靠目標(biāo)的位置來完成運(yùn)動(dòng)計(jì)劃的）。
這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的后續(xù)是，用正常的猴子（沒有受到傳入神經(jīng)阻滯的）做實(shí)驗(yàn)，同樣的環(huán)境（漆黑），變化的是，在過程中用外力移動(dòng)猴子的肢體，使得其初始位置發(fā)生變化。后觀察發(fā)現(xiàn)，猴子在將肢體挪到目標(biāo)位置的過程是：先將肢體挪回初始位置，再移到目標(biāo)位置。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了位置編碼在運(yùn)動(dòng)計(jì)劃中的作用之大。
一個(gè)更為有趣的小實(shí)驗(yàn)證明了我們透過知覺來加工距離會(huì)扭曲真實(shí)的距離，而肌肉運(yùn)動(dòng)卻能夠真實(shí)地估計(jì)距離：任務(wù)一，讓你的朋友在距離你6-12米的位置放一個(gè)物體，然后讓你的朋友朝著物體前進(jìn)，當(dāng)你覺得朋友與物體的距離等于你與該物體的距離時(shí)，讓朋友停下；任務(wù)二，讓你的朋友將物品放置在距離你6-12米遠(yuǎn)的地方，然后你閉上眼，試著走到物體的位置。任務(wù)一和任務(wù)二相比，任務(wù)一估計(jì)的距離誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任務(wù)二，其實(shí)也就是說，我們通過視覺來估計(jì)距離，是一種高度壓縮的距離知覺，會(huì)讓我們以為物體比它們真實(shí)的位置要遠(yuǎn)