0% Complete
English
صفحه اصلی
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
Investigating the impact of arm swing on lower limb forces using machine learning techniques
نویسندگان :
Mohammad Reza Seidgar
1
Hadi Farahani
2
Mostafa Rostami
3
Elham Naziri
4
Sadegh Madadi
5
1- دانشگاه شهید بهشتی
2- دانشگاه شهید بهشتی
3- دانشگاه صنعتی امیرکبیر
4- دانشگاه صنعتی امیرکبیر
5- دانشگاه صنعتی امیرکبیر
کلمات کلیدی :
Arm Swing،Lower Limb،Force،Machine Learning
چکیده :
Introduction: Arm swing is a key component of gait mechanics, influencing joint stability, muscle forces, and locomotion efficiency. Understanding this relationship involves biomechanical complexity. This study investigates how different arm swing amplitudes affect lower limb muscle forces during walking. Methods: Motion capture data were collected from 20 healthy participants, with arm swings categorized as large (LA), normal (NA), and small (SA). Muscle force data for 41 muscles were analyzed using OpenSim software. Two approaches were used for classification: (1) statistical feature extraction with machine learning (ML) classifiers (logistic regression, SVM, decision tree, random forest, and XGBoost) and (2) time-series analysis using dynamic time warping (DTW) with weighted K-NN. Clustering was also performed using algorithms such as OPTICS, Hebbian learning, DBSCAN, SOM, BIRCH, and agglomerative clustering after applying Fourier Transform. Results: The best classification performance in the (LA-NA)-SA scenario was achieved by SVM and logistic regression, both reaching 98% accuracy. The DTW-based weighted K-NN approach achieved 84% accuracy. Clustering results showed the highest agreement in the (LA-NA)-SA scenario, with the Hebbian learning model achieving a silhouette score of 0.5 and ARI, AMI, and FMI values of 0.44, 0.52, and 0.69, respectively. Discussion: The results suggest that lower limb muscle force patterns are similar in normal and high arm swing ranges, while low arm swing produces distinct patterns, indicating increased muscular effort. Classification and clustering results were consistent and reinforced each other. Conclusion: This study contributes to the understanding of the importance of arm swing in gait mechanics, with implications for rehabilitation and ergonomic design. The integration of motion capture systems with ML models offers a novel and effective approach to human movement analysis.
لیست مقالات
لیست مقالات بایگانی شده
نقش کلان داده در رویه ها و ابزارهای حسابداری مدیریت و مدیریت استراتژیک
یونس بادآور نهندی - مهدی زینالی - مینا فرنود احمدی
مشارکت دادن حسابداران مدیریت در پایداری شرکت
رعنا شهد آور - بیتا یوسف پور نوینی
توسعه پوشش چند جزئی بر پایه لیگنین و نانوذرات اکسید سریم بر سطح آلیاژ AZ91 برای استفاده در ایمپلنتهای فلزی
هستی عزیزی لمجیری - زهرا قاسمی - مهشید خرازیها
بررسی تأثیر مسئولیت اجتماعی شرکت بر مفاهیم حسابداری مالی (بازده سهام، مدیریت سود واقعی، عدم تقارن اطلاعات و عملکرد مالی) در شرکت پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار
فاطمه ایمانی - محمود همت فر
Detecting MDD based on EEG signals: Frontal or Temporal Region
Ali Zeraatkar - Amirreza Ahmadi - Saeed Yarmohammdi - Reza Rostami
بررسی خواص مکانیکی داربستهای متشکل از نانوسلولز، ژلاتین و ماتریس خارجسلولی برای کاربرد در مهندسی بافت استخوان
مهدی درگاهی - معصومه محمودی
Biomedical Applications of Pectin Nanomaterials: Progress and Perspectives
Maryam Rajabzadeh-khosroshahi - Ali Baradar Khoshfetrat - Mehdi Salami-Kalajahi
مسئولیت پذیری اجتماعی شرکت : بررسی و ترکیب نظریه ها
رعنا شهدآور - علی دلجوان اکبری - محمد زکی لو
ایجاد یک استراتژی پایدار برای حاکمیت شرکتی یکپارچه مبتنی بر عملکرد پایداری
رعنا شهد آور - ابوالفضل بابایی لک لر - حسین قهرمانی
مدل یادگیری ماشین برای امنیت سایبری شهر هوشمند
علیرضا فولاد - محمد امین مقدادی - علی عبدلی - شایان مسگر
بیشتر
ثمین همایش، سامانه مدیریت کنفرانس ها و جشنواره ها - نگارش 42.4.1