[ca] Aquest treball de final de màster ha estat realitzat en la Universitat Politècnica de Catalunya, a la facultat de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB). Concretament amb el grup de recerca del laboratori d'Enginyeria Biomecànica (BIOMEC) que forma part del Centre de Recerca d'Enginyeria Biomèdica (CREB). El Grup de Recerca del Laboratori d'Enginyeria Biomècnica (BIOMEC) ha estat treballant en el desenvolupament d'un codi centrat en models impulsats torque-driven. El principal propòsit d'aquest codi és possibilitar la precisa predicción escenaris de control òptim en el context de la marxa, utilitzant models de diversa complexitat. A mesura que ens endinsem en aquesta tesi, es fa evident que s'ha concebut un model més exhaustiu que millora significativament la fidelitat de les simulacions de moviment. Aquesta millora s'aconsegueix mitjançant la incorporació de muscle torque generators (MTG). La utilització d'aquests models impulsats per MTGs serveix per a dues finalitats: avançar en la nostra comprensió del moviment humà i optimitzar les seves aplicacions pràctiques. Aquests models ho aconsegueixen millorant substancialment el realisme i la precisió de les simulacions biomecàniques, ja que reproduïxen amb precisió la dinàmica dels músculs que operen al voltant de les articulacions específiques. En aquesta tesi de màster, es realitza un anàlisi de sensibilitat sobre els efectes dels paràmetres de MTG en les solucions del marc de predicció de control òptim desenvolupat al Laboratori BIOMEC. Per tant, aquesta tesi té com a objectiu establir algunes directrius que aclareixi quins paràmetres de MTG haurien de ser personalitzats per a les simulacions de models musculoesquelètics. A més, realitzen diferents captures d'un cicle de marxa saludable i un moviment de flexió de genolls anomenat "squat" per implementar aquest anàlisi de sensibilitat en aquests dos moviments (caminar i "squat") basats en el model impulsat per MTG per comprendre si la sensibilitat de la solució de control òptim als paràmetres de MTG depèn de l'activitat. Al llarg d'aquests memòria, es detallen tots els processos involucrats en l'anàlisi de sensibilitat, així com es descriu la metodologia utilitzada dins el model esquelètic emprat. Per a cada moviment, s'han realitzat diverses simulacions augmentant i disminuint el valor dels paràmetres de MTG implicats en cada problema de seguiment de moviment. Aquests resultats s'han avaluat enfront de dades nominals per a concloure quins paràmetres de MTG poden influir substancialment en la solució del problema de moviment. El paràmetre de MTG més influent s'ha obtingut que és el torque isomètric màxim que actúa a cada articulació en ambdós moviments, mentre que, en el seguiment dels diferents angles de les articulacions, l'anàlisi de sensibilitat ha mostrat alguna diferència entre els dos moviments. En l'anàlisi del problema de seguiment de la marxa, la subestimació dels valors de la velocitat angular màxima i del coeficient d'amortiment durant la calibració del model pot influir substancialment en la solució.Pel que fa a l'altre moviment, el paràmetre de MTG més influent en el seguiment dels angles en les articulacions ha estat el coeficient d'amortiment. Mitjançant la identificació dels paràmetres de MTG més influents, aquesta tesi pot proporcionar algunes directrius per personalitzar els paràmetres de MTG en les simulacions de models musculoesquelètics per obtenir simulacions dinàmiques més precises basades en models impulsats per MTG. La contribució d'aquest anàlisi de sensibilitat permet comprendre la influència dels paràmetres de MTG en les simulacions i adquirir coneixements sobre les capacitats musculars d'un individu que poden utilitzar-se en el futur en rehabilitació i aplicacions esportives

[es] Este trabajo final de máster fue realizado en la Universidad Politécnica de Catalunya (UPC), en la facultad de Ingeniería Técnica Superior de Barcelona (ETSEIB). Concretamente, con el grupo de investigación del laboratorio de Ingeniería Biomecànica (BIOMEC) que forma parte del Centro de Recerca de Ingeniería Biomédica (CREB) junto con otros grupos de investigación. El Grupo de Investigación del Laboratorio de Ingeniería Biomécanica(BIOMEC) ha estado trabajando diligentemente en el desarrollo de un código centrado en torque-driven models. El propósito principal de este código es permitir la predicción precisa de escenarios de control óptimo en el contexto de la marcha, utilizando modelos de variada complejidad. A medida que nos adentramos en esta tesis, se hace evidente que se ha ideado un modelo más intrincado que mejora significativamente la fidelidad de las simulaciones de movimiento. Esta mejora se logra mediante la incorporación de muscle torque generators (MTGs). La utilización de estos MTG-driven models cumple con el doble propósito de avanzar en nuestra comprensión del movimiento humano y optimizar sus aplicaciones prácticas. Estos modelos logran esto al mejorar sustancialmente el realismo y precisión de las simulaciones biomecánicas, ya que replican con precisión la dinámica de los músculos que operan alrededor de articulaciones específicas. En esta tesis, se realiza un análisis de sensibilidad sobre los efectos de los parámetros de MTG en las soluciones del marco de predicción de control óptimo desarrollado en el Laboratorio BIOMEC. Por lo tanto, esta tesis tiene como objetivo establecer algunas pautas que aclaren qué parámetros de MTG deben personalizarse para las simulaciones de modelos musculoesqueléticos. Además, se captura un ciclo de marcha saludable y un movimiento de sentadilla saludable para implementar este análisis de sensibilidad en estos dos movimientos (caminar y sentadilla) basados en el modelo impulsado por MTG para comprender si la sensibilidad de la solución de control óptimo a los parámetros de MTG depende de la actividad. A lo largo de este informe de tesis, se detallan todos los procesos involucrados en el análisis de sensibilidad, así como se describe la metodología utilizada en el modelo esquelético empleado. Para cada movimiento, se realizaron varias simulaciones aumentando y disminuyendo el valor de los parámetros de MTG involucrados en cada problema específico de movimiento. Estos resultados se evaluaron frente a datos nominales para concluir en qué parámetros de MTG pueden influir sustancialmente en la solución del problema de movimiento. El parámetro de MTG más influyente se obtuvo que era el torque isométrico máximo actuante en cada articulación para ambos movimientos, mientras que en el seguimiento de las diferentes articulaciones, el análisis de sensibilidad mostró algunas diferencias entre los dos movimientos. En el análisis de la marcha, concluye que subestimar los valores de la velocidad angular máxima y el coeficiente de amortiguación durante la calibración del modelo puede influir sustancialmente en la solución del control óptimo. Sin embargo, para el movimiento de sentadilla, el parámetro de MTG más influyente con respecto a los ángulos de las articulaciones fue el coeficiente de amortiguación. Mediante la identificación de los parámetros de MTG más influyentes en cada solución, esta tesis puede proporcionar pautas para personalizar los parámetros de MTG en simulaciones de modelos musculoesqueléticos con el fin de obtener simulaciones dinámicas más precisas basadas en modelos impulsados por MTG. La contribución de este análisis de sensibilidad permite comprender la influencia de los parámetros de MTG en las simulaciones de modelos impulsados por MTG y adquirir conocimientos sobre las capacidades musculares de un individuo que pueden utilizarse en el futuro en rehabilitación y aplicaciones deportivas