
AnyBody 特征
■ 整身
AnyBody 的人体模型由骨骼(刚体)、关节(骨关节)和肌腱组成。
这些组件组合成一个全身模型,您可以自由添加外力和工具。 因此,可以轻松地再现动作并进行分析。
软件提供脚、手、颈部、脊柱和肩关节的详细模型,因此您可以在必要时进行更详细的分析。
此外,AnyBody 通过再现用直线连接起点和终点的肌肉以及与骨骼表面接触的缠绕骨骼(缠绕肌)时运行的肌肉,从而实现更真实的分析。
■ AnyBody用户界面
在AnyBody的分析中,基本上不需要创建复杂的算法,只需设置操作和条件即可进行半自动分析。
AnyScript 是AnyBody 建模系统所使用的脚本语言。。
这是由称为『Class』的单位组成的简单定义的组合,例如髋关节应该弯曲多少度,或者在坐标(x、y、z)处创建一个点,然后将这些组合起来,设定动作和条件。
『Class』是 AnyBody 独有的,但你不需要记住它,你可以随时在 AnyBody 中查找函数并插入一个带有你需要的函数的『Class』。 即使是复杂的模型和行为,也可以通过『Class』的简单定义来轻松构建和重现。
GUI非常简单,当与AnyScript结合使用时,它可以以多种方式使用。
右图显示了 GUI 的模型视图和 AnyScript 的组合,用于在同一屏幕上显示“模型”、“输出图”和“力向量”。
■ 大量的验证研究
为了评价分析结果的可靠性,AnyBody开发员定期地进行实际测量,并进行验证,把结果以论文形式公开发表。
此外,使用AnyBody的用户在2014年和2015年的“Grand Knee Challenge”这一国际性竞赛中,通过与实际测量结果的比较,获得了奖项!
安装AnyBody软件,就自带了这些关于肩关节、脊椎、膝盖人工植入等验证中所使用的模型。
■ 人体模型的访问和编辑
AnyBody构成人体模型的全部的数据均可编辑。
除了模型的身高、体重和体脂率外,您还可以自由更改每个部位的比例,例如腿部与躯干、上臂与前臂等。
此外,如果你有数据,你不仅可以使用现有的模型,还可以根据种族、性别、年龄等创建新的人类模型。 通过改变肌肉和骨骼的参数并编辑模型,可以根据特殊的身体状况进行分析,例如肌肉强壮或虚弱的人、单腿的人和人工关节的人。
■ closed链的无缝对接
骑行、步行、用双手抓东西等,
是运动的封闭系统,被称为closed链。
生物力学包括的closed链模型非常多。
AnyBody不依赖于开放链的假设,而是对模型进行整体位置分析,建立包含肌肉的冗余平衡系统,并使用肌肉动员算法分析模型。 用户可以无间断地完成整个过程。
■ 人体动作的输入
在 AnyBody 建模系统中,定义人体运动的方法之一是使用动作捕捉系统。 作为本例中的标记示例,右图显示了,右图为 Vicon Plug–in-Gait 的标记集。
AnyBody Modeling System 支持以 C3D 格式导入运动数据。
我们支持,使用 AnyBody 分析和输出运动期间的肌肉活动,包括动作捕捉测量。 详情请参阅以下页面。
AnyBody Modeling System有C3D运动学数据导入接口。
本公司提供运动捕捉系统的测量,分析AnyBody运动中的肌肉激活度,进行输出的服务。详细情况请看以下内容。
■ 推测地面反力的功能
AnyBody 具有推测地面反力的功能。
这对于确定难以安装测力台或没有测力台的操作中的反作用力非常有用。 在要估计反作用力的部位创建一个称为虚拟肌肉的点,并创建一个用于接触判断的板而不是测力板。
虚拟肌肉活动设置为在虚拟肌肉与板块距离的条件下进行控制,针对包括虚拟肌肉在内的全身肌肉优化肌肉活动。 然后,根据虚拟肌肉施加的力来估计反作用力。
估算时,需要设置的条件包括用于接触判定的板的范围和摩擦系数等。
■ 日本人的人体模型
AnyBody Modeling System是骨骼肌肉建模系统,结果的精度很大程度上取决于人体模型的尺寸。
默认的人体模型尺寸,大体为欧美人的平均值。
这对与日本人的人体尺寸及人体比例可能存在差异,
所以有必要缩放现有模型的人体尺寸来符合日本人。
除了日本人,我们也可以根据中国人尺寸进行修改。
这些数据可以从全国标准信息公共服务平台进行获取。
https://std.samr.gov.cn/
■ AnyScript
AnyBody使用AnyScript脚本语言构筑模型。 模型是由刚体体节、体节间的链接,以及肌肉肌腱模型组成的。 可以根据驱动函数定义用户动作, 加上外力。 系统计算这个动作时的各个肌肉力和关节力的变动, 及肌腱的弹性能量、代谢、肌肉激活度等。
AnyScript是AnyBody特有的建模语言,和Java、C++相似,更接近与JavaScript语言。
因为AnyScript是面向对象的语言, 因此能容易地添加体节、关节、肌肉、力以及动作等新元素。 这些元素是所有肌肉骨格模型的重要构成, 但这些元素早已在软件中定义好,可以通过插入的形式添加相应的元素模板。
例如,新加体节的元素时,只需插入元素模板,然后自己只要确定该元素需要参数即可,这些参数可以称为元素属性。
AnyScript本质上是参数化的,因为它是通过变量和公式工作的。
用这个方法,把手臂的长度作为人体身高的函数,
能容易地制作与体重相称的肌肉力。
可以自由定义模型尺寸间复杂的身体运动测量关系。
AnyScript是变量根据算式做动作的,所以本质上参数化的。
在这个方法中,手臂长度作为人体身高
AnyFolder BodyParameters = {
AnyVar BodyMass = 75;
AnyVar Density = 1000;
}; //Bodyparameters
AnySeg Foot = {
Mass = 0.0145*.BodyParameters.BodyMass;
AnyVar Length = 0.24;
AnyVar Radius= (Mass/(3.1416*Length*.BodyParameters.Density)
)^0.5;
■ 元素的再利用
身体中的许多元素在许多方面都是相似的。 因此,您不太可能从头开始定义新元素。 您可以从其他模型或当前使用的模型的其他部分复制和使用类似的元素。 复制时,只需复制将对象定义为文本的行,然后将其粘贴到要插入的位置即可。
■ 使用MatLab、Python等工具操作
Anybody提供控制台版,可以从MatLab这样的第三方软件进行操作。
此外,Python还提供了一个名为“AnyPyTools”的工具包,可以有效地实现多个AnyBody分析的自动化、结果获取和处理以及参数分析。
应用程序可从AnyBody开发商网站进行下载。 进入下载
●Anyscript论坛。 https://forum.anyscript.org/