AnyBody 應用案例
外骨骼型機器人
① 概要
機械外骨骼或稱動力外骨骼（Powered exoskeleton），是一種由鋼鐵的框架構成并且可讓人穿上的機器裝置，這個裝備可以提供額外動力來供四肢運動。應用于康復、護理、搬運重物等領域。
? 本應用案例的目的：在AnyBody中創建支持下肢關節屈曲伸展動作的外骨骼型機器人，進并行步行分析，評估該設備在下肢肌肉運動的起到的作用。
數據 ：
? 步行周期：1.2秒
? 被試者的體重：65kg
? 身高：170cm
? 重力：9.81m/s2
② 外骨骼型機器人的模型化
■ 地面反力
該模型中，同時采集了動捕數據與測力臺數據。
如果這個動捕數據直接應用在穿外骨骼的人體模型上，就少考慮了外骨骼的重量，因此地面反力變得不真實，所以不能使用。
那么我們就得找替代方法，AnyBody中有一功能，它可以預測地面反作用力，這個功能叫“GRFPrediction”。
■ 機器人
機器人，由7個體節構成，總質量12kg。
另外，作為結合條件，為了不約束人體模型腳的外翻/外旋動作，我們定義了以下Joint。
骨關節：球型鏈接ball joint
膝蓋：ReveluteJoint回轉節
腳踝：球型鏈接ball joint
作為輸入條件定義運動動作并定義約束條件，使人體模型中的行走行為遵循實際行走動作。
■ 外骨骼動力
外骨骼動力在關節處以扭矩形式傳遞給人體。為了求出這些扭矩，將不提供動力的外骨骼穿在人體模型上，進行逆動力學分析（圖1）。
這樣就可以得到考慮到外骨骼質量的人體關節扭矩。（圖2）
然后，再把這些扭矩應用在外骨骼關節處。（圖3 ）
② 結果
右側的動畫是開啟外骨骼動力后的步行分析。
未穿外骨骼時，腓腸肌處明顯可以看到肌肉的激活度比較高，但開啟動力后腓腸肌的激活度降低不少，顯示為正常水平。
對比兩組肌肉激活度。開啟外骨骼動力時腓腸肌最大值從38%下降到10%。
? 而且，整體的肌肉動員模式發生了變化，腓骨肌成為主要肌肉，而不是腓腸肌。另外，從圖中的2.4 ~ 2.6秒的時間來看，有些肌肉受外骨骼的影響幾乎不活動。雖然沒有圖示，但關節的反力也有相同下降的效果。
?
雖然使用了理想的外骨骼動力，但是可以看到，右腿的肌肉活動量并沒有變為零。那是因為沒有支持腿部關節的外翻/外旋的動作。
③ 總結
通過分析可以推測肌肉調用（肌肉的用法）和肌肉激活度（或人體的反應）。
AnyBody對設計有以下幫助：
?模型可以自由化
?冗余系統的無縫對接
?已驗證的地面反力推測功能
?大量的人體模型驗證研究其計算時間較短
此外，可以使用AnyBody進行以下分析:
外骨骼/人體交互型建模
外骨骼動力或工作的模式的驗證
分析不同模式分析，如肌肉缺失情況(殘疾人)
步行以外的動作或更復雜工作的類型
這極大地幫助設計者理解外骨骼在人體運動中的作用和影響，發現潛在問題，進行相應的優化。