課程名稱 |
人體動作分析電腦計算方法 Computer Methods in Human Motion Analysis |
開課學期 |
100-2 |
授課對象 |
醫學院 職能治療學研究所 |
授課教師 |
呂東武 |
課號 |
Biomed7062 |
課程識別碼 |
548 M0990 |
班次 |
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學分 |
3 |
全/半年 |
半年 |
必/選修 |
選修 |
上課時間 |
星期三5,6,7(12:20~15:10) |
上課地點 |
共302 |
備註 |
本課程中文授課,使用英文教科書。 限碩士班以上 總人數上限:15人 |
Ceiba 課程網頁 |
http://ceiba.ntu.edu.tw/1002Biomed7062 |
課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
核心能力與課程規劃關聯圖 |
課程大綱
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課程概述 |
人體動作分析業已廣泛應用於神經骨骼肌肉系統相關疾病之診斷、治療方法之規劃以及後續療效之評估,同時也是人體動作控制研究極為重要的工具。人體動作表現是神經骨骼肌肉系統各受力與控制元件極複雜之互動結果。現階段人體動作分析多以可量測之動作資料配合逆向動力學為之。惟若希望能預測及模擬疾病及治療方法介入對動作之影響,則需使用正向動力學方法配合最佳控制進行之。此二者均需處理大量動作量測資料以及繁雜的力學計算,非電腦方法不可完成。因此,本課程旨在介紹人體動作分析實驗之資料處理、運動學及動力學分析各個階段(包含正向及逆向動力分析)所必須之電腦計算方法 |
課程目標 |
本課程旨在介紹人體動作分析實驗之資料處理、運動學及動力學分析各個階段(包含正向及逆向動力分析)所必須之電腦計算方法。透過由淺入深的題目實做,讓學生於撰寫程式過程具體瞭解資料分析之理論與實務面,並於課堂檢討過程釐清問題,建立正確的觀念並培養紮實之程式撰寫暨分析能力。 |
課程要求 |
修習本課程須先修畢「人體動作與力學分析」並具備電腦程式撰寫能力(如C, C++, Matlab等)。 |
預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
每週三 12:00~13:00 |
指定閱讀 |
動作分析電腦計算方法上課講義 |
參考書目 |
1. Zatsiorsky, V.M., Kinematics of Human Motion, Human Kinetics, Leeds, 1998.
2. Zatsiorsky, V.M., Kinetics of Human Motion, Human Kinetics, Leeds, 2005.
3. Craik, R.L. and Oatis, C.A., Gait Analysis: Theory and Application, Mosby, 1995.
4. Paul Allard, Aurelio Cappozzo and Arne Lundberg (Editors), Three-Dimensional Analysis of Human Locomotion (International Society Biomechanics Series), John Wiley & Son Ltd, 1998.
5. Winter, D.A., Biomechanics and Motor Control of Human Movement, John Wiley & Sons, Inc., 1990.
6. Nigg,B.M.and Herzog,W.Biomechanics of the Musculo-skeletal System, John Wiley & Sons,Inc.,New York,1994.
7. Multiple Muscle Systems
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評量方式 (僅供參考) |
No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
1. |
期末報告 |
40% |
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2. |
作業 |
30% |
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3. |
考試 |
30% |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
第1週 |
2/22 |
人體動作分析電腦計算方法之課程概述 |
第2週 |
2/29 |
測力板壓力中心位置之計算;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第3週 |
3/07 |
人體運動學分析:定義座標系統暨座標轉換;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第4週 |
3/14 |
利用尤拉角描述兩剛體於空間中之旋轉關係;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第5週 |
3/21 |
介紹肢段線性速度、加速度,與相對其局部座標系統之角速度、角加速度;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第6週 |
3/28 |
Curve fitting, smoothing, and interpolation. 並使用polynomial equation實作;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第7週 |
4/04 |
清明節放假
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第8週 |
4/11 |
實做使用旋轉矩陣與尤拉角計算剛體局部角速度、角加速度;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第9週 |
4/18 |
使用Euler parameters計算局部座標系統之角速度、角加速度,並探討相關之數值問題;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第10週 |
4/25 |
上台報告-期中報告提案 |
第11週 |
5/02 |
期中考 |
第12週 |
5/09 |
使用Helical axes theorem描述剛體於空間之運動,並比較與其他數值方法所求之結果;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第13週 |
5/16 |
使用人體量測學所得之人體肢段參數資料計算各肢段與全身之質量中心位置;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第14週 |
5/23 |
透過人體量測學資料與反光標記點三維座標值估算各肢段近、遠端座標值與質量慣性矩;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第15週 |
5/30 |
計算剛體運動過程之角動量變化與其對時間之一次微分,此參數將應用於後續Inverse Dynamics分析;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第16週 |
6/06 |
使用Euler's equation求解關節resultant forces and moments;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第17週 |
6/13 |
將resultant forces and moments繪圖呈現,並符合可應用於後續統計分析之數值格式;核心能力 (舊)3.5.6 (新)1.2.3.5.6.7 |
第18週 |
6/20 |
上台報告-期末報告 |
第99-1週 |
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作業 |
第99-2週 |
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問卷 |
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