基于混合遗传算法的手指肌肉力优化求解方法研究

目的为解决手指肌肉、肌腱组织结构复杂导致肌肉力真实值很难获取的问题,采用混合遗传算法求解手指肌肉力。方法在分析手指解剖结构的基础上,基于生物力学原理,建立了手指肌肉、肌腱力和接触力的力学平衡方程,以最小化肌肉应力平方和为优化目标函数,利用遗传算法和增广拉格朗日乘子法相融合的混合遗传算法,采用典型对象的手指接触力测量数据为输入参数,优化计算求解手指的肌肉力。结果有效求出了手指的各个肌肉力,优化计算结果与其它研究的结果较为吻合;随着手指关节角减小,FDP和FDS的数值增大,而LE、LU、UI、RI的数值随之减小,FDP、FDS、LE和RI+UI+LU在数值上约为外界接触力的0.7～3.7倍。结论基于遗传算法和增广拉格朗日乘子法的混合优化算法,初始优化不依赖初值的选取,避免了经验取值,提高了算法的适用性。