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Modelo Matemático
Descripción
Modelo M1 - Locomoción Pendular (Caminar)
Una vez estructurada la red semántica, se busca asociar cada objeto a una variable que permita su formulación matemática. Las relaciones entre variables —expresadas en la red semántica como vectores y asociaciones entre objetos— se traducen en ecuaciones que describen el comportamiento. Estas ecuaciones se buscan, en la mayor medida posible, basadas en primeros principios, y no en algoritmos ajustados numéricamente solo para reproducir comportamientos medidos. El resultado es la red lógica del modelo: el conjunto de variables, con sus unidades y rangos, y las ecuaciones que las relacionan.
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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: Dinámica de péndulo invertido
¿Cómo oscila el centro de masa sobre el miembro de apoyo durante cada paso?
Grupo 2: Grupo 2: Intercambio y recuperación de energía
¿Cómo se intercambian energía potencial y cinética y cuánto se recupera?
Grupo 3: Grupo 3: Número adimensional y velocidad óptima
¿Cómo combinan velocidad, gravedad y longitud del miembro para limitar y optimizar la caminata?
Grupo 4: Grupo 4: Transición caminar-correr y similitud de escala
¿Cómo predice el número adimensional el cambio de marcha entre mamíferos de distinto tamaño?
Grupo 5: Grupo 5: Frecuencia natural de paso
¿Cómo determina la longitud del miembro la frecuencia natural de los pasos?
Grupo 6: Grupo 6: Fuerza vertical de reacción del suelo
¿Cómo varía la fuerza vertical del suelo durante el ciclo pendular?
Grupo 7: Grupo 7: Costo metabólico longitudinal
¿Cómo depende el costo metabólico de la velocidad respecto de la velocidad preferida?
Grupo 8: Grupo 8: Estabilidad lateral y costo de control
¿Cómo se mantiene la estabilidad lateral y cómo crece su costo con la velocidad?
ID:1135