[ca] En els darrers anys, hi ha hagut un interès creixent en la recerca en el camp de la marxa humana i l'estudi de la biomecànica musculoesquelètica, centrada en millorar la capacitat de caminar de les persones grans i les persones amb discapacitats a causa d'accidents o malalties. Aquesta recerca s'esforça per comprendre el comportament físic dels músculs, lligaments i articulacions que contribueixen a aquest moviment. L'objectiu d'aquesta tesi és examinar i comparar les diferents aproximacions del model de contacte utilitzades per analitzar i simular les forces i moments que es produeixen a les superfícies de contacte de les articulacions humanes, especialment al genoll i a una pròtesi de genoll. A més, l'estudi té com a objectiu integrar les forces tangencials al model original, que només considera les forces normals en els models de contacte, i avaluar i analitzar les diferències obtingudes en un problema de seguiment de dades experimentals. Per aconseguir els objectius d'aquest estudi s'ha emprat un mètode de diferenciació automàtica per calcular les derivades de les expressions matemàtiques i resoldre un problema de control òptim (OCP) utilitzant la llibreria CasADi en Matlab. Es van analitzar els models de contacte desenvolupats al grup SIMMA Lab. Els resultats mostren que el model original va tenir una precisió moderada en la predicció de la força de contacte lateral del genoll (valor 𝑅�� 2 de 0.46 i un RMSE de 259.7 N) i una millor precisió en la predicció de la força de contacte medial del genoll (valor 𝑅�� 2 de 0.62 i un RMSE de 132.6 N). La inclusió de les forces tangencials en el model de pressió de contacte va donar resultats regulars. Per una banda es va obtenir una millora en la flexió del maluc, però una disminució en la precisió per predir les forces de contacte lateral i medial del genoll. L'estudi indica la necessitat de millores addicionals en els models de contacte basats en malles per a la simulació de l'articulació del genoll, especialment en la integració de les forces tangencials.

[es] En los últimos años, ha habido un creciente número de investigaciones en el campo de investigación de la marcha humana y la biomecánica musculoesquelética, con el objetivo de mejorar la capacidad de caminar de personas mayores y personas con discapacidades debido a accidentes o enfermedades. Esta investigación se esfuerza en comprender el comportamiento físico de los músculos, ligamentos y articulaciones que contribuyen a este movimiento. El objetivo de esta tesis es examinar y comparar las diferentes metodologías de modelos de contacto utilizadas para analizar y simular las fuerzas y momentos de contacto en las articulaciones humanas, especialmente en la rodilla y en la prótesis de rodilla. Además, el estudio busca integrar las fuerzas tangenciales en el modelo original, que solo considera las fuerzas normales en los modelos de contacto de presión, y evaluar y analizar las diferencias resultantes en un problema de seguimiento. Para lograr los objetivos de esta investigación, se utilizó un método de diferenciación automática para calcular las derivadas de expresiones matemáticas y resolver un problema de control óptimo (OCP) utilizando la librería CasADi en Matlab. Se analizaron los modelos de contacto desarrollados dentro del grupo SIMMA Lab. Los resultados muestran que el modelo original tuvo una precisión moderada en la predicción de la fuerza de contacto lateral de la rodilla (valor 𝑅� 2 de 0.46 y un RMSE de 259.7 N) y una mejor precisión en la predicción de la fuerza de contacto medial de la rodilla (valor 𝑅� 2 de 0.62 y un RMSE de 132.6 N). La inclusión de fuerzas tangenciales en el modelo de contacto dio resultados regulares. Por un lado, se obtuvo un mejor seguimiento de la flexión de cadera, pero por otro lado se obtuvo una disminución en la precisión para predecir tanto la fuerza de contacto lateral como medial de la rodilla. El estudio indica la necesidad de mejorar los modelos de contacto basados en malla para la simulación de la articulación de la rodilla, especialmente en la incorporación de fuerzas tangenciales.