Simulation of Human Limb Movements with Chaotic Dynamics
PDF (Russian)

Keywords

simulation
limb movement
chaotic dynamics

How to Cite

1.
Gorbunov D.V., Gavrilenko T.V. Simulation of Human Limb Movements with Chaotic Dynamics // Russian Journal of Cybernetics. 2022. Vol. 3, № 4. P. 24-31. DOI: 10.51790/2712-9942-2022-3-4-03.

Abstract

any simulation of processes, including biological ones, follows the patterns occurring both inside and outside of the object. The study of complex biosystem dynamics identified some such patterns
which complicate the simulation of system parameter dynamics since such systems have a chaotic, selforganizing structure. In biosystems, it is impossible to reproduce the initial xi, any intermediate xn and final xk states of both the entire system and any subsystem. Simulation of complex biosystems should consider chaotic patterns. The proposed simulation model accurately represents the 2D movement of a human limb. The model implements three principles: the regulatory circuits of the model are represented by differential equations with discontinuous right-hand side; the limb trajectory (tremor simulation) direction is changed randomly in a limited range to simulate a self-organizing system; any changes to the biosystem are random. The model is scalable and can be applied to a 3D study with more muscle bundles controlling the movement of a human limb.

https://doi.org/10.51790/2712-9942-2022-3-4-03
PDF (Russian)

References

Бернштейн Н. А. О построении движений. М. : Медгиз; 1947.

Филиппов А. Ф. Дифференциальные уравнения с разрывной правой частью. Матем. сб. 1960;51(1):99–128.

Еськов В. В., Гавриленко Т. В., Еськов В. М. и др. Феномен статистической неустойчивости систем третьего типа — complexity. Журнал технической физики. 2017;87(11):1609–1614. DOI: 10.21883JTF.2017.11.45117.2158.

Еськов В. М., Еськов В. В., Гавриленко Т. В. и др. Формализация эффекта «повторение без повторения» Н.А. Бернштейна. Биофизика. 2017;62(1):168–176.

Еськов В. В., Еськов В. М., Вохмина Ю. В. Гипотеза Н. А. Бернштейна и статистическая неустойчивость выборок параметров треморограмм. Вестник кибернетики. 2018;29(1):33–38.

Горбунов Д. В. Однородность и неоднородность параметров движений человека. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2018;4:68–75. DOI: 10.12737/article_5c2201c82feb71.88457170.

Иляшенко Л. К., Баженова А. Е., Берестин Д. К. и др. Хаотическая динамика параметров треморограмм в условиях стресс-воздействий. Российский журнал биомеханики. 2018;22(1):74–84. DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2018.1.06.

Nishimura T. Tables of 64-bit Mersenne twisters. ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation (TOMACS). 2000;10(4):234–357.

Капилевич Л. В. Физиологические методы контроля в спорте. Томск : Изд-во Томского политехнического университета; 2009.

Бетелин В. Б., Еськов В. М., Галкин В. А. и др. Стохастическая неустойчивость в динамике поведения сложных гомеостатических систем. Доклады Академии наук. 2017;472(6):642–644. DOI: 10.7868/S0869565217060044.

Горбунов Д. В. Симуляционное моделирование движения конечности человека. Математическая физика и компьютерное моделирование. 2020;23(1):32–43.

Downloads

Download data is not yet available.