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Evaluación y uso del Modelo
Descripción
Modelo D2 - Cinemática
El modelo se evalúa tanto en forma formal como empírica. La evaluación formal determina en qué medida la red lógica se basa en principios físicos o en relaciones matemáticas ajustadas a la realidad pero sin sustento causal, y en qué medida cada variable proviene de un principio general o de un ajuste específico a la operación observada. La evaluación empírica, en paralelo, corre experimentos o compara con datos medidos para validar que el modelo predice correctamente lo que va a ocurrir.
Tras estas validaciones —y con las incertidumbres y resguardos que corresponda mantener— el modelo puede usarse en simuladores que pronostican el comportamiento del sistema según la situación que se está estudiando.
ID:4455
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Configuración AFM y muestra
La punta nanométrica interactúa con setas, cutícula o sustratos. La geometría y el material de la punta/muestra definen el contacto que será sondeado.
Grupo 2: Grupo 2: Curva fuerza-distancia y señal bruta
El piezo controla la posición durante aproximación y retirada. La deflexión del cantiléver registrada frente a posición es la señal bruta de la curva fuerza-distancia.
Grupo 3: Grupo 3: Calibración del cantiléver por Sader
La constante de muelle se obtiene mediante el método de Sader a partir de resonancia y factor de calidad del cantiléver en fluido, evitando un patrón externo de fuerza.
Grupo 4: Grupo 4: Conversión deflexión-fuerza
Con la constante de muelle calibrada, la deflexión se convierte en fuerza mediante la ley elástica del cantiléver. Esta fuerza alimenta los análisis mecánicos y adhesivos.
Grupo 5: Grupo 5: Contacto Hertz y módulo de Young
En aproximación, un contacto elástico esférico se ajusta con Hertz. La dependencia F proporcional a delta^(3/2) permite estimar el módulo de Young efectivo de la muestra.
Grupo 6: Grupo 6: Adhesión DMT y energía de Dupré
Para una punta pequeña y rígida, especialmente R<20 nm según el storyboard, DMT relaciona la fuerza de pull-off con la energía de adhesión de Dupré sin requerir la deformación durante el contacto.
Grupo 7: Grupo 7: Variabilidad entre setas y anisotropía
Las curvas sobre setas individuales permiten resolver la distribución de fuerzas de adhesión entre setas y su dependencia con la orientación de contacto, cuantificando anisotropía adhesiva.
ID:1218
D2 — Cinemática
Descripción
# D2 — Cinemática
Este análisis cinemático describe, en general, a la propia geometría final del movimiento de este deportista, es decir, a su propia posición, a su propia velocidad, a su propia aceleración y a cada ángulo articular de ese mismo deportista, sin considerar todavía, en cambio, a ninguna de las fuerzas causantes de ese mismo movimiento. Este mismo análisis cinemático constituye, en consecuencia, la propia base de todo diagnóstico biomecánico posterior sobre este deportista, incluyendo en consecuencia a esta misma identificación del modo dinámico que ya establece otro modelo de este conjunto.
Un sistema de captura de movimiento en tres dimensiones, ya sea mediante una cámara infrarroja que sigue a un marcador reflectante sobre este deportista o mediante un sistema inercial colocado directamente sobre su propio cuerpo, registra, en cambio, a la propia posición final de cada uno de estos marcadores dentro del espacio a lo largo del tiempo, con una frecuencia de muestreo considerablemente alta, exactamente el mismo sistema de análisis de movimiento en tres dimensiones que ya establece otro modelo de este conjunto.
La propia diferenciación numérica de estas posiciones medidas proporciona, en cambio, tanto a la propia velocidad como a la propia aceleración final de cada marcador de este deportista a lo largo del tiempo, aunque esta misma diferenciación numérica introduce, en consecuencia, un ruido adicional que debe filtrarse antes de continuar con este análisis. Un filtro de paso bajo de Butterworth elimina, en consecuencia, a este mismo ruido de alta frecuencia sin distorsionar de manera significativa a la propia señal subyacente de ese movimiento, con una frecuencia de corte mucho más baja para un movimiento humano habitual que para un impacto breve y repentino sobre ese mismo deportista. Que esta frecuencia de corte de este filtro de Butterworth sea todavía más baja hace que, en consecuencia, este mismo filtro, en consecuencia, elimine a una proporción todavía mayor de este ruido de alta frecuencia, aunque a costa de suavizar también, en cierta medida, a la propia señal real de ese movimiento.
El propio ángulo articular final de cada articulación de este deportista se calcula, en cambio, a partir del propio vector segmental de cada segmento corporal adyacente a esa articulación. Esta misma cinemática inversa permite, en consecuencia, estimar a la propia posición final de cada articulación interna de este deportista a partir únicamente de la posición de estos marcadores externos colocados sobre su propia piel, sin necesidad de medir de manera directa a esa articulación interna.
Por eso este modelo, con esta geometría del movimiento de este deportista con la que se abrió, hace que la propia posición tridimensional final de cada uno de estos marcadores termine determinando, en consecuencia, tanto al ángulo articular final de cada articulación de ese deportista como a su propia velocidad angular, a su propia aceleración lineal y angular, a la propia longitud final de cada uno de sus pasos, a la propia frecuencia de esos mismos pasos y a la propia trayectoria final de su centro de masa, exactamente la misma variable de centro de masa que ya establece otro modelo de este conjunto. Que esta posición tridimensional de estos marcadores se registre con una frecuencia de muestreo todavía más alta hace que, en consecuencia, todos estos valores finales determinados a partir de ella, en consecuencia, resulten todavía más precisos para este mismo diagnóstico biomecánico con el que se abrió este modelo.
ID:1635