Xsens发布专为生物力学打造的全新人体模型

Xsens在最新版的Analyze软件中更新了其生物力学模型，现在模型拥有男性和女性版本，同时脊椎数据和步态参数也进行了更新与改进。

人类的运动充满了微妙的模式、变化和解剖差异。随着新版Xsens Analyze的发布，动作捕捉模型向前迈出了一大步：在惯性运动捕捉市场上推出了第一个原生集成的男性和女性解剖模型。Biomech 2.0模型针对脊柱和上身运动学进行了优化，这使得模型更加贴近真实的生物力学原理。

在本文中我们将带您探索相较于旧版模型新模型发生了什么变化，为什么重要，以及这次更新如何为运动捕捉的洞察性奠定基础。

为什么要更新生物力学模型？

Xsens惯性运动捕捉彻底改变了数字化运动捕捉的方式——让动作捕捉这一过程从封闭的实验室空间中解放出来，并将生物力学带入现实世界。Xsens系统的核心是生物力学模型:人体的数字表示，将传感器数据转化为有意义的运动。

Xsens最初的模型主要基于男性解剖学。这限制了模型的精确度，尤其是对于女性受试者或要求高精确度的应用，如康复、人体工程学或上身运动分析。

新的Biomech 2.0模型通过以下方式正面解决了这一问题:

专门针对男性和女性的人体测量

更符合生理S-to-C-shape行为的精致脊柱模型

手臂、臀部和肩膀的缩放更加精确

Biomech 2.0有什么新功能？

1. 男性和女性解剖模型

Xsens开发了两种不同的生物力学模型，基于活体解剖数据集中的男女受试者。这些模型包括:

• 男性和女性-特定解剖段长度

• 更新了分段质量和质心(CoM)位置

• 这使得模型将更接近参与者的真实世界人体测量，只使用他们的身高和脚长，简化了设置，同时提高了准确性。

影响:

• 改进的上肢预估身体尺寸：手臂跨度的误差减少了约50%，误差降至3%以下，而手腕和肘部跨度的误差分别降至5%和2.2%以下。

• 拍手动作中手与手之间的距离准确度提高了大约40%。

2.更智能的脊椎建模

脊柱不是静止的——它以复杂的方式进行弯曲。为了捕捉这种细微差别，Xsens改进了脊椎模型:

• 包括腰骨盆节律的精细模型。

• 由于调整了节段长度和脊柱节段方向，改善了自然运动的表现。

• 调整肩部的附着点，实现更好的上身运动。

影响:

• 脊柱活动范围增加，躯干屈曲时肩部到地面的距离增加约2厘米。

• 更好的姿势分析和逼真的脊柱弯曲，在弯曲运动中反映S到C的脊椎形状。

3.改进的步态参数

• 虽然下半身关节角度在很大程度上保持一致，但更新的臀部尺寸(特别是在女性模型中)可以更好地估计时空步态参数，如步长和步宽。

影响:

• 女性的步宽准确度提高了1.0厘米，整体提高了0.5厘米。

• 在康复、运动科学和人体工程学等应用中增强步态真实感。

为什么这次更新如此重要

性别特定模型的引入标志着在创建更具包容性的生物力学模型方面向前迈出了一大步。这些不仅增强了Xsens软件的性能和可靠性，还为更个性化和更精确的评估铺平了道路，这在生物力学建模中不仅仅是更精确，对于高风险应用也同样至关重要:

• 医疗保健和人类工程学:物理治疗和伤害预防的更精确评估。

• 研究中:为假设检验和出版物提供更客观的数据。

• 机器人训练与模拟:用于训练、互动和人工智能学习的更好的人类模型。

Biomech 2.0的更新更好地满足了科学家、研究人员和跨学科创新者的需求。

准备好更新了吗？

新的生物力学模型现在在Xsens Analyze 2025中可用。无论您是在实验室、诊所还是在偏远的野外环境中捕捉运动，Biomech 2.0都可以帮助您将运动转化为更深入、更可靠的见解。