Modellierung menschlicher Fingergelenke als Schaniergelenke mit geneigter Drehachse

Abstract

Die Beweglichkeit (Kinematik) des neuen integrierten Hand-Arm-Systems soll sehr nah an der Kinematik der menschlichen Hand sein. In der Literatur wurde kein geeignetes kinematisches Modell einer menschlichen Hand gefunden. Daher wurden Magnetresonanztomographie-Aufnahmen (MRT-Aufnahmen) einer Hand in verschiedenen Stellungen angefertigt, um die Kinematik selbst zu untersuchen. Diese Semesterarbeit ist ein erster Schritt in diese Richtung. Aus den MRT-Aufnahmen wurde für jedes Fingergelenk die Position des Drehpunktes ermittelt. Zusätzlich wurden für einige Gelenke die Orientierungen der Drehachsen ermittelt. Dafür wurde die Lage jedes Knochens in jeder Aufnahme geschätzt, mit einen automatischen Verfahren von U. Hillenbrand. Aus den Lagen wurden die Bewegungen des Gelenks berechnet. Mit numerischen Optimierungsvefahren wurden Drehpunkte und Drehachsen ermittelt, welche die Bewegungen möglichst gut abbilden. Die Genauigkeit des Ergebnisses wurde mit geeigneten Fehlermaßen bestimmt. Sie ist zufriedenstellend bei den Drehpunkten, während das Verfahren für die Drehachse noch verbessert werden muss.