使用数字人体模型进行车辆内部设计的集成框架开发.docx
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使用数字人体模型进行车辆内部设计的集成框架开发
使用数字人体模型进行车辆内部设计的集成框架开发
月光荣格¹Hyundeok卓¹卢武铉德黑兰¹Kunwoo李²
（1.机械和宇宙工程部门，首尔大学，韩国首尔；2高级机械和设计机构，首尔大学，韩国首尔）
邮箱：
mk555,zeroneol@snu.ac.kr
投稿日期：
2008.10.9；修回日期：
2009.7.
摘要：
自从大量人机交互开始在汽车上使用，评估车辆的人机友好是新车设计的基本要求。
在这项研究中，通过运用人体模型，在车辆内部设计时我们开发了一种集成框架模型。
在此框架下，以知识为基础的参数化建模车辆的功能是在使用商业计算机辅助设计（CAD）系统中实现。
运用DHM和CAD系统能够让设计人员在车辆内部设计中，实现各种人机交互情况下的人类友好的评估和理解车辆设计过程中参数修改所带来的影响。
此外，获得到的人机交互信息通过系统可被发送到专用生物力学分析软件。
通过使用这样的软件分析车辆内的人的运动，我们可以获得优化车辆内部设计参数。
关键词：
数字人体模型人机工程学人体设计车辆内部设计
1前言
设计一个新的车辆过程包含满足许多的要求和以下多个准则。
在各种车辆的设计参数里面，舒适度这个首要参数能带给用户直接影响。
在车辆设计过程中，符合人体工程学正变得越来越重要。
在车辆制造中，人体工程学分析是为了设计人机交互，为了满足汽车制造业的要求，美国汽车工程学会编制了关于汽车内饰设计的一些建议措施的清单，这个列表被用作车辆设计的标准指南。
运用先进的计算机技术和人体上生物力学信息，数字人体模型已经被开发，模型被广泛用于行业间和研究领域。
在车辆设计过程中，数字人体模型被用于人体工程学分析，如动作捕捉与仿真，性能测试，延伸能力检测和能见度检测。
一些数字人体模型可以和传统的计算机辅助设计一起使用。
在CAD环境中，DHM目的是让设计者清楚理解人机交互。
从而是他们能够评估产品的人类友好程度，并在早期设计阶段做出适当的修正。
这项研究的目的是用DHM开发车辆内饰设计综合框架。
在此框架内，首先，车辆参数化建模功能通过商业CAD来实现。
SAE标准包含车辆内饰设计中被很好定义的知识基础，标准包含许多与车辆内部几何形状标准化参数。
因为大多数目前可用的CAD系统是基于参数和特征的设计思想，这些CAD系统的模型参数可以与SAE标准相关联。
因此，DHM和CAD的结合能够使设计人员开展各种人机交互的人体工程学的评估，并且理解在设计期间车辆设计参数修正所带来的影响。
最后，通过该系统获得的人机交互信息可以发送到生物力学软件如SIMM，LifeMOD和AnyBody。
通过使用这类软件分析车辆内人的活动，我们可以获得车辆内部最佳的设计参数。
在设计过程中运用这些有关人体设计的CAD系统，不仅能够运用到车辆设计，而且作为通用标准运用到其他任何设计产品中。
2相关工作
这项研究互撕跨学科间的研究。
在这项研究中，首先对SAE标准简要回顾。
然后介绍车辆内部参数化方法。
最后一些熟知的DHMs根据他们的用途和功能进行分类和分析。
2.1有关车辆装饰SAE标准
在汽车制造上，SAE包含许多技术和理论的资源。
运用这些资源，SAE已经发布一些在车辆外部包装推荐做法，有些可能已经过时，然而有些则相对很有新意。
SAEJ287是有关驾驶员手控范围。
SAEJ941考查了司机眼睛的位置。
SAEJ1100提供了机动车辆的尺寸，这也是车辆内部设计中最重要的参数。
SAEJ1517制定于1958，用于分析驾驶员座椅位置，并在随后修订过几次。
最近，SAEJ4004已经制定，提供改变位置和H点设计工具取向的指导方法。
设置了座椅参考点（SGRP），并规定了座椅槽的长度。
SGRP是车辆内部设计中最重要的参数。
它表示指定座位独特H点的位置。
根据SAEJ1517和SAEJ4004，SGRP可以认为是所描述座椅高度（H30）的函数和装饰的百分比率。
通过选择座椅的高度和SGRP的位置，与之相关车辆内部参数可以随其精确改变。
2.2车内设计参数
参数化建模的概念已经被开发并运用在CAD中几十年。
通过引入特色技术，参数化建模概念已经成为现代CAD系统的基本特征。
参数化建模的主要优点，就是使用者可以获取各种设计参数的信息，比如几何拓扑和通过改变相关参数型号的限制。
这种方法可以很容易的应用于车辆设计，尤其是内部装饰。
已经有一些尝试来实现这些参数模型在内部装饰设计。
福特汽车公司已经申请了灵活包装系统和方法的专利，它可以在车辆设计中可以迅速提供精准人机交互的信息。
基于这种方法和系统，GENPAD软件发展了起来。
他是一个以知识为基础的3D模型来创建与人友好的内部设计。
GENPAD没有用任何数字人体模型。
此外，作为单机版软件，它要求车辆的CAD模型作为输入，同时不能关联商用的CAD系统。
在多种情况下运用物理3D人体模型，找到适合的驾驶员空间已经研发成功。
为了使用这个方法，使用者不得不手动改变车辆内部所有的参数，设计选择试验环境和每种情况下人体模型的姿势。
然后，他（她）必须确定模型上标记的位置，使用坐标测量人体模型以确定模型的关节的角度。
在一些限制车辆使用人体模型的优化车辆内部装饰的参数已经被建议。
2.3DHMs
早期的DHMs主要被用于图形动画。
现在，他们的应用已经广泛的扩增。
在工程方向，DHMs被用于工作场所人类工程学分析和产品设计。
另外，他们也在生物力学分析使用，比如，在步态研究和手术模拟。
此外，运动学家用DHMs来分析运动员的表现。
然而DHMs的结构和功能不取决于他们前期的使用。
我们根据他们的用途和功能将DHMs分成若干组。
2.3.1在CAD环境中的DHMs
许多早期的人体模型发展是源于汽车的设计。
目前有可在CAD系统中使用的商业DHMs。
例如，Jack是一个著名的DHM被用在UGSCAD系统。
它有许多的优点，使用者可以定义它的尺寸和形状而且可以把它放到CAD环境中。
进一步说，Jack也拥有一些工具包，它可以分析使用者所设定的实验的表现情况。
与Jack相似，SAFEWORK是被用在CATIACAD系统中的虚拟人体模型。
RAMSIS，由工程数学发展而来，它主要用于汽车和飞机的内部装饰设计。
这些DHMs主要用于一下研究：
人体大小缩放，姿态设定，运动分析，延伸分析和视觉分析。
在CAD系统中使用DHMs的主要优点是DHMS可以被用于设计阶段，也就是产品制造过程中的最早阶段。
然而，DHMs也有一些缺点。
其中一个被常引用的弊端就是缺少现实人类的外表。
显然DHMs的细节水平应该根据客观需求来设定，但是该缺点主要是对人体缩放期间遇到。
CAD集成人体模型的另一个缺点，是它过于简化运动结构，这限制了对人体试验的生物力学分析。
此外，它们的姿势操作功能由于一些DHMs在CAD系统中有限的最佳姿势预测算法和手动姿势设置不得不被改善。
2.3.2生物力学分析专用模型
许多生物力学研究者根据他们的研究兴趣已经发展了他们自己的模型。
此外，随着生物力学的发展，模型的精确度和效率已经提高。
然而，由于这些模型是基于其他特别的目的发展来的，所以用在临时的目标并不是很容易。
因此，一些通用的人体肌肉骨骼模型和仿真方案已经发展起来。
例如，SIMM是一个著名的软件系统，它包括可伸缩人体模型和动作捕捉功能以及正反向动力学模块分析，而且可以用来临时的目的。
AnyBody是另一个人体肌肉骨骼仿真软件，相比于SIMM它采用逆动力学分析；它支持AnyScript建模语言，使用者可以通过它修改人体模型和创造周围实物。
LifeMod是ADAMS的附加程序，适用于产品分析或现有的机械系统。
相比于当前的CAD集成人体模型，专用的生物力学模型包含人体骨骼模型，类似于真实人体的扩展。
然而，这些模型有相对的弱点，因为它们大部分不能用于设计工具上，如CAD系统。
结果是，使用这些模型参照产品的开发来分析人体运动是复杂的，使用生物力学建模分析附加模型是必须的。
2.3.3其它的研究模型
许多大学实验室和调查机构根据他们的需要已经发展了他们自己的人体模型或相关的理论概念。
宾夕法尼亚大学人体模型和模拟中心（HMS）已经开发了一个真实的人体动作算法，该项目是被杰克完成实现的。
密西根大学人机中心已经开发了一种3D静态身体模型。
爱阿华州大学计算机援助设计中在虚拟士兵研究项目中心也开发了一种名叫圣多斯的虚拟人体模型；它是曾经被开发的最先进的人体模型，包括一个姿势预测算法、详细的手部、脊椎模型、肌肉和生理学模型单位尺寸、动作捕捉、模拟基准和能够在虚拟的真实环境中执行真实的模拟。
这些基于人体模型的调查都为商业CAD集成人体模型提供了理论性的背景。
3我们的方法
我们研究的主要目标是开发基于人体建模，人体工程学，机械人体仿真和CAD的一个联合系统。
首先，CAD系统支持车辆内部参数化设计，开发使用CADAPI编程。
该系统的参数是基于SAE标准确定的，能够使设计者轻松改变车辆的设计。
接下来，建立DHM模型技术有一个精确的解剖结构和现实的外观。
此外，运用生物力学分析软件和CAD来对人机建模分析是必须的。
3.1基于CAD车辆内部设计参数化
对于车内人员，设计师最重要的目标是保证车辆的舒适性和安全性。
进一步，这些目标与座椅的设计密切相关。
运用支持基于知识的CAD系统设计在概念设计阶段将会是设计过程更佳效率。
这项研究中，在概念设计阶段支持车辆内部设计建模的CAD系统已经被开发出来。
CAD系统中车辆内部设计的主要参数是基于SAEJ1100，它提供了车辆尺寸一般准则。
参数见于图1。
如前面提到的，SGRP是其他相关参数的基本参数，因此，在早期设计阶段已经被确定。
图1车辆内部的设计的主要部分
SAEJ1517和J4004描述定位HPD，建立一个基准点（SgRP），设计H点的轨迹和建立其他关键参考点。
因此，通过使用这些参数和在SAE标准中描述的关系，一个自上而下建模方法用于车辆内部设计的参数化。
在图2黑色的粗体数字是独立变量，设计者可以随意修改而那些通过括号括起来的灰色数字表示因变量。
图2基于SAEJ1100标准的车辆顶端设计
图3给出了基于SAEJ1100标准的重要参数制定CADAPI对话框。
对话框里面很容易修改参数。
此外，所建议的参数，例如A47和L31，基于SAEJ1517/4004标准参照座椅的高度（H30）和驱动程序的百分显示。
运用此对话框，最后车辆内部装饰被建模，如图4所示。
因为该组件的各部分之间关系，可以由车辆顶部布局来确定，通过改变参数我们可以修改内部装饰。
此组件的部分是和那些运用像AnyBody和MADYMO分析程序一样。
因此，通过使用这些共享部件的信息，CAD系统和分析软件可以通过共享的设计参数而关联在一起。
图3基于SAEJ1100标准的重要参数制定CADAPI对话框
图4基于车辆顶端设计的模型装置
3.2DHM和它的函数
3.2.1DHM的结构
这项研究中DHM开发的骨架信息是基于KISTI主导的数字韩国项目中。
在这个项目中，来自韩国CT数据的医学图像经过处理来获得STL格式里面的网络数据。
在这个研究中，共有206个包含整个骨骼信息的STL文件基于ISB被分类，从结果中，与DHM有关19个部分和18个节点被彰显，如图5所示。
整体的DHM坐标原点位于骨盆，其他部分被连接到整体每一个点。
确定一个关节在坐标系中的位置也是基于ISB要求。
图5DHM部分
图6给出了变换矩阵层级19个部分的DHM。
每一个节点通过控制相对于所述正面，横向和矢量箭头的三个平面和旋转矢量来改变。
发展的DHM嵌入了SolidWorksCAD系统使用其API。
这DHM可以在任何商用CAD软件中使用。
根据使用者的偏好，GUI界面的DHM可以被导入和调整。
如图7和图8。
图6在人体部分间的矩阵组织
图7用CAD制作的DHM的模型
图8人体模型创造及调整的用户界面
3.2.2交互式姿势反向运动学控制
在设计过程中为了开展各种人机交互的人类工程学评估,设计者应该能够控制有限可用空间内DHMs在车辆内部和预测给出现实装饰的位置。
由于DHM是由大量连接段组成,它是一个多体系统。
因此，逆运动学方法可以被用来解决其他系统中用DHMs控制位置，进而研究与车辆交互。
反向运动学方法可以分成分析方法和数值方法。
在这研究中，我们用IKAN调整逆运动学，在数值方法辅助下主要用了分析方法来解决逆运动学问题。
IKAN是是由美国宾夕法尼亚大学开发，目的是为了解决涉及人体四肢的逆运动学问题。
在这项研究中，一个简单控制驾驶空间腰部弯曲的算法被添加到IKAN算法中。
用逆运动学方法分析人类的手臂和腿，我们模拟了肘部和膝盖为单位自由度的铰链关节和肩部骨盆三个自由度的球窝接头。
通常情况下，车辆内部组件的目标位置就是代表了整体组合系统或基于车辆组合系统，而且组件位置可以在本地组合系统中转换成矩阵。
在手臂姿势设计问题中，末端效应连接在手前端和球手，并且根据不同的算法末端效应的位置也会有所不同。
如果腕关节的自由度在此不考虑，这个问题将会变成复杂的逆运动学问题，四个自由臂姿势（包括是那个自由度的肩膀和一个自由度肘关节）应该对于给定三个变量来确定，可以用IKAN算法解决。
通过设置DHM在座椅的姿势和控制在逆运动学几种情况下的姿势，设计者可以在设计过程中给出最佳内部设计参数。
图9示出使用DHM确定的驾驶姿势和在CAD系统中掺入了逆运动学方法。
首先，车辆内部组件参数的确定是基于SAEJ1100设计参数和驾乘用像SolidWork商业CAD软件输入。
该数据所包括组件的长度和节点的自由度通过内部参数，SgRP几何基准点，油门踏板点（AHP）和脚球基准点通过设计者在CADAPI对话框中调整SAE参数来确定。
在我们的过程中，额外的数据通过DHM和内部组件来确定，这些数据构成了人机交互数据库。
人体和组件见的交互类型包括运动学和车辆控制。
设计者可以用几何参照物，数据段和人机交互逆向运动学类型控制DHM交互。
首先，DHM的相关位置的调整，是由设计者通过定位在SgRP座椅组件中DHM连接点。
然后，运用IKAN算法，下肢的姿势可以通过几何参照物（SgRPAHP和BOF），DHM数据（腿的长度和节点自由度）和在每一个参考点上的交互类型来确定。
同样，上肢的姿势可以通过手点，肩膀点，前臂和上臂长度，节点自由度和每个握点的交互类型来确定。
在这种情况下，由于抓去类型的相互作用，下肢长度用前臂长度和手腕与BOHs距离的总和来代替。
Reed已经在他们论文中介绍了基于CPM的信息传送，和我们的方法很类似。
然而，在我们研究中，人机交互类型是被考虑在内的，分析了逆运动学和姿势控制的影响。
图9确定的驾驶姿势的图表
如果一个乘客的上半身被压在椅子上，他/她不能操作位于各种面板按钮。
操作对象位于相对较远的面板上，乘员不得不弯曲或扭曲他/她上半身，在这种情况下腰部自由度也应该考虑在内。
为了快速效率分析，在研究中我们仅仅添加了一种腰部关节运动类型，这是位于腹部和DHM骨盆之间，建模的为三自由度球窝接头，并忽略锁骨和腹部之间的其他关节，如图10所示。
因此，与腰部节点和肩部节点的部分当腰部弯曲时不保持中性姿势。
图10考虑腰部弯曲的上身模型的逆运动分析
在设计过程中，我们并不是总是考虑在腰部弯曲时在DOF中的改变。
腰部弯曲应该在一下情况被考虑，在中立姿势情况下肩关节和目标距离的超过肩关节和末端距离总和。
解决逆运动学问题我们建议的算法即对腰部弯曲做出下面两个假设：
如果乘员压在他身上，他应该保持手臂伸直。
乘员压在他身上，以至于肩膀的移动被最下化限制。
由于第一个假设，在腰部弯曲后肩关节的最终位置将会在环形交叉口所包围的区域。
一个半球的中心位于腕关节，其半径等于腰部关节和肩部关节的距离。
另一个球体半径位于目标点（或端部执行区），它的半径等于肩关节和末端部分的距离之和，见图11。
到目前为止，肩关节可以位于圆形交叉区域内的任何点。
从第二个假设，肩关节独特和最终的位置可以被确定。
肩关节位于圆形交叉区域的交叉点和肩位置矢量被映射到包含的圆形区域内。
随着肩部位置的确定，最终的躯干姿势也可以用同样的方法来确定。
使用这种算法，DHM的姿势可以被建模，如图12。
图11肩膀关节可能的位置
图12考虑腰部弯曲的算法模拟
3.2.3人体产品运动学执行函数
适当的定义人体模型和产品模型的交互，研究中已经对人体运动做出分类。
人的行为可以做出如下划分：
主要行动，子行动和伴随状态。
主要行动是人的行为最广泛的定义。
主要行动指示出人如何使用产品。
它可以抽象的被认为“开车”或者“骑车”。
此外，主要行动可分为几个子动作。
对于“开车”主要行动，这里有几个子行动比如“坐在位子”，“旋转方向盘”和“踩刹车踏板”。
因此所有的子行动包含了主要行动的操作。
一个子行动可以被分成几个伴随姿态。
一个伴随姿态定义了人和产品对子行动的操作。
例如这些伴随姿态包括“坐在座位上的臀部”，“握住方向盘的手”，“踩着油门的脚”等等。
这些概念之间关系层次结构见图13
图13行为层次树的例子
伴随姿态定义所需要的附加信息。
对于人体和产品，设计者应该定义每个参考坐标的位置和趋势。
根据整体坐标表示，描述产品的坐标是“p”描述人体坐标是“h”。
对于逆向运动“h”是终端“p”是目标。
运用这些信息，可以进行逆向运动的预测。
图14示出人机交互对话框，图15给出了预测后的人机姿态。
图14人类产品限值管理功能
图15人机集成模型
3.3生物力学分析专用软件
如前面所提到的，生物力学分析软件的主要优点是他包含了人体肌肉骨骼模型。
然而，它不能够和像CAD这样的设计工具串联。
因此AnyBody被用来作为生物力学分析软件来实现集成系统。
在我们的系统中，我们结合了人体和产品的模型。
产品模型是由几个分布模块构成。
每一个模块都有它自己的质量，惯性矩，局坐标系，位置，方向和几何信息。
这些属性可以通过SolidWorksAPI函数提取。
此外这些零部件由运动关节连接。
人体模型也是由若干几个部分组成的，这些分块经由人体关节连接在一起。
每一个人体模块都有自己的属性，如CAD零件模型。
人体模块的位置和方向由预测的姿势确定。
产品模型和人体模型之间的相互作用被看成运动关节。
AnyBody系统使用人体坐标系作为它的坐标系，并且使用牛顿-欧拉公式。
连接处的信息通过运动约束方程表示。
AnyBody系统支持Anyscript语言，可以用来开发多体系统。
因此，CAD系统中的人机交互信息，自动生成脚本处理可以在AnyBody系统中发展。
在这研究中，是采用AnyBody系统中默认的肌肉模型。
我们根据不同的车辆参数来比较肌肉中的能量消耗。
在这个研究中，有四个操作被考虑：
控制方向盘，踩下制动踏板，拉动手动制动杆和控制齿轮棒。
比较的整个过程在图16。
AnyBody系统中的模型的动力分析在图17。
图16生物力学分析流程图
图17AnyBody系统中的车辆和人体模型
3.4使用MADYMO模拟碰撞
在我们的CAD集成系统中车辆设计参数和DHM姿势与尺寸，会在碰撞时起到重要的因素。
车辆内部装饰部件如仪表盘，挡风玻璃，趾板和座椅位置和方向是影响车辆安全的主要因素。
因为他们直接改变饰件的姿态。
在我们的交互CAD系统中，这些因素已经被包含在布局设计中。
因此，改变这些参数，这具有同样的影响在设计变更时，从而影响碰撞的分析结果。
在我们研究中，数据的碰撞分析，来自CAD中交互的综合信息被用作输入数据。
4结果
在这个研究中，根据车辆设计参数的改变，采用了生物力学和碰撞分析。
4.1设计过程
在这个研究中我们引用了国家公路交通安全局（NHTSA）中的车辆参数库。
同时进行了轿车和越野车的对比。
为了比较每一种情况下肌肉力量，活化水平和能量消耗，对拟分析结果进行后期处理是必要的。
图18给出了模拟分析的过程。
图18生物力学分析的模拟过程
在不同的设计状态下车辆的设计参数如下：
L6（踏板基准点到方向盘中心）和L53（SgRP到AHP）。
研究中模拟参数的设置见表1。
表1用于生物力学的车辆参数
方向盘的模拟处理是旋转约60度1秒。
和SUV主要的受体激动剂是肩胛肌。
在轿车和SUV中肩胛肌的耗能分别约为1157J1258J。
驾驶轿车和SUV右臂肌肉的活化水平和能量消耗见插图19~22。
图19肌肉随时间的活化水平（轿车，右臂）
图20收缩肌的能量消耗（轿车，右臂）
图21肌肉随时间的活化水平（SUV，右臂）
图22收缩肌的能量消耗（SUV，右臂）
降低刹车板的模拟不同于L53，那决定了相对关于H点踏板的位置。
在仿真中驾驶员压下刹车踏板约25度1秒。
当操作制动器踏板，激动肌肉是臀大肌。
比较两种情况下的能量消耗，当驾驶SUV时踩下制动踏板能量消耗较少。
当驾驶轿车和SUV时右腿的肌肉活化水平和能量消耗见图23~26。
图23肌肉随时间的活化水平（轿车，右腿）
图24收缩肌的能量消耗（轿车，右腿）
图25肌肉随时间的活化水平（SUV，右腿）
图26收缩肌的能量消耗（SUV，右腿）
图27根据SWA的驾驶员姿势改变
（a）=20°（b）=23。
5°（c）=27°（d）30。
5°
4.2分析车辆设计中碰撞反映
车辆碰撞后,,成员与车辆的内部碰撞时间是影响车辆耐撞得重要因素。
组件的封装布局决定了这些时间,膝垫和膝盖间的距离。
SWA（方向盘角度）,方向盘高度,驾驶者与方向盘之间的距离,仪表盘与驾驶者之间的距离,挡风玻璃和驾驶者头部距离。
使用研究中开发的组件模块设计,针对不同的参数,这些参数可以很容易的进行碰撞分析。
这些参数中,我们检查了基于受伤程度的SWA。
从几何观点来看,SWA是刹车踏板与方向盘之间的平面角度。
如果安全气囊存在,碰撞期间方向盘可以吸收驾驶者身上部分动能。
在过去,大部分轿车的SWAs超过30度,目前大部分轿车在考虑安全性和安全气囊展开后其SWAa为24度。
在研究中,模拟确定头部正面碰撞损伤采用的SWAa是23度,23。
5度,27度和30。
5度。
不同SWAa情况下,人体的不同姿势见图27。
在图28中,发现更高SWAa会导致头部更高重力加速度（CG），这可能会导致头部损伤。
确定HIC值的方程在下面给出。
表2给出了HIC和SWAs之间的关系,据观察,HIC随着SWAa增加降低了车辆的耐撞性。
从表2我们得出合适SWAs大约是20度。
使用在此研究中提出的方法,车辆的耐撞性可以根据车辆设计参数来确定,而且人体姿势模拟可以从安全性和舒适性来设计车辆。
图28不同的SWAa驾驶员的头部撞击重力加速度（CG）
表2不同的SWAa最大的HIC值
5结论和以后研究
汽车行业应该尝试减少车辆的生产时间和成本来开发更加人性化的汽车。
图29给出了在车辆开发过程中改进DHMs来给出更多的人性化汽车。
wele实现人体交互CAD系统，几个功能必须与它相结合，见图30。
图29车辆开发过程中改进DHMs
图30集成CAD系统的概念
除了这些，一些功能将必须进一步提高。
首先先进的人体建模功能必须进一步发展和制定。
当前大多数参数建模算法是用于模拟人体皮肤功能而不是骨骼结构，因此，人体骨骼肌肉和皮肤间的相互关系应该进一步发展。
进一步来说，主要影响控制关系的参数应该通过3D人体皮肤扫描数据和医学图像数据
来确定。
此外CAD系统可以通过生物力学分析软件进行近一步开发。
目前，来自人机交互CAD系统的人体和产品信息可以被输入到像AnyBody生物力学软件中。
在将来，生物力学分析软件将直接安装在CAD系统，允许无缝信息关联访问。
参考书籍：
[1]BraessHH,SeiffertU.HandbookofAutomotiveEngineering.SocietyofA
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