АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 МЕТОДЫ И СПОСОБЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПАЛЬЦЕВ РУК
ЧЕЛОВЕКА 6
1.1 Существующие модели кисти руки 6
1.1.1 Анатомия руки человека 6
1.1.2 Биопротезы 12
1.2 Геометрическое моделирование 3D объектов 20
1.3 Выбор среды разработки и языка программирования 21
1.4 Вывод по разделу 22
2 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ 3D МОДЕЛИ КИСТИ РУКИ 23
2.1 Структура кисти руки 23
2.2 Вывод по разделу 30
3 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ МОДЕЛИ КИСТИ РУКИ
ЧЕЛОВЕКА 31
3.1 Объектно-ориентированный анализ для построения модели кисти руки 35
3.2 Разработка пользовательского интерфейса 36
3.3 Проверка работы программы на экспериментальных данных 40
3.4 Вывод по разделу 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 47
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 49
Согласно исследованиям в области медицины повреждения пальцев и кисти руки человека составляют 30-57% от общего числа повреждений опорнодвигательного аппарта, и в 12,5% случаев являются причиной инвалидности человека [1].
Люди, получившие серьезные повреждения пальцев и кистей рук, зачастую теряют способность к выполнению трудовой деятельности, самообслуживания; их психологическое состояние также ухудшается.
При серьезных травмах кистей рук производят хирургическое удаление конечностей. Предлагаемые взамен биопротезы либо не выполняют необходимый для человека функционал кисти руки, либо очень высоки по стоимости и не достижимы для среднестатистического человека.
В нашем веке, когда 3D печать становится обыденностью, можно задаться вопросом создания более дешевых протезов кистей рук и пальцев руки человека. Так как сам по себе пластик дешев, а 3D принтеры могут напечатать деталь любой сложности, то можно реализовать приложение, которое по нужным нам параметрам будет печатать полностью функциональный протез кисти руки.
Но чтобы реализовать полностью функционирующий манипулятор, нужно разобрать модель движения пальцев руки человека. С помощью данной модели разработать приложение, которое по введенным параметрам верхних конечностей будет строить трехмерную кисть руки, на которой и будет проверяться физикоматематическая модель движения пальца.
Таким образом, можно выделить, что целью данной работы является разработка математической модели движения пальцев руки человека с реализацией в виде компьютерной программы.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) изучить и проанализировать анатомию кисти руки, а также рассмотреть строение современных биопротезов;
2) разработать математическую модель движения пальцев руки человека;
3) написать компьютерную программу, реализующую математическую модель;
4) реализовать функционирующий интерфейс программы;
5) проверить работу программы на экспериментальных данных.
Данная работа посвящена разработке математической модели движения пальцев руки человека.
В результате работы были решены следующие задачи:
1) изучены и проанализирована анатомия кисти руки человека, и также рассмотрены различные строения современных биопротезов;
2) разработана математическая модель движения пальцев руки человека;
3) выполнена компьютерная программа, реализующая данную математическую модель;
4) реализован понятный для пользователя функционирующий интерфейс;
5) осуществлена проверка работа программы на экспериментальных данных.
Разработанная модель имеет ряд преимуществ: разработана визуализация модели кисти и пальцев руки человека, возможность рассмотреть зависимость силы от сгибания/разгибания пальца, а также взглянуть на кисть и пальцы под разным углом обзора.
