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OpenSim 2.4 - 動きをモデリングとシミュレーションするオープンソースソフトウェア

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原文(投稿日:2011/11/03)へのリンク

OpenSimは、動きのモデリングとシミュレーション用の無料のオープンソースソフトウェアシステムである。システムは、 NCSSR (National Center for Simulation in Rehabilitation Research)によって提供されており、この名前はCalifornia にあるStanford 大学内の研究部門の名称である。リハビリ医学、ロボット工学、ゲームなど、考えられるアプリケーションドメインの範囲を考えると、 OpenSimが非常に面白くなる。

最近、プロジェクトは、使用性、機能、可視化を改善したOpenSim バージョン2.4を公開した。OpenSimの責任者によると

OpenSim 2.4には、逆動力学と逆運動学用のより高速で、より堅牢なツール、新しい可視化ツール、APIユーザー向けの改善されたアクセス、いくつもの使用性の改善がある。更に、計算された筋肉コントロールの結果が OpenSimバージョン1.9.1で達成された結果の質と同じか上回ったことを我々は検証した。

シミュレーションとモデリングツールはどのように構成されているか?OpenSim ツールのソフトウェアアーキテクチャは、OpenSim とSimTrack のようなアプリケーションを提供するツール層の2つのコア部分に分けることができる。

OpenSimは、コアである計算コンポーネントの上に作られており、これらによって、動的システムの運動方程式を導いたり、数値積分を行ったり、制約のある非線形最適化問題を解いたりできる。更に、OpenSimは、制御アルゴリズム(例えばコンピュータ化された筋肉コントロール)、作動装置(例えば、筋肉と接触モデル)、分析(例えば、筋肉-誘導の加速)へのアクセスを提供する。 OpenSimはこれらのコンポーネントをモデリングとシミュレーションプラットフォームに統合している。ユーザーは、分析や制御のため、あるいは神経筋骨格系の要素(例えば筋肉モデル)を表すために、自分でプラグインを書いて OpenSimを拡張できる。グラフィカルユーザーインターフェースによって、ユーザーは高レベルのツールセットにアクセスして、モデルを見たり、筋肉を編集したり、結果を描画したり、他の機能を使ったりできる。 OpenSimのツールの1つである SimTrackを使うと、個々の対象の動力学を表現するような、正確な筋肉駆動のシミュレーションを生成できる。

ツールは、主にANSI C+で開発されているが、開発者はユーザーインターフェイスにはJavaも使っている。現在バイナリ配布には、 Windows、 OS X, そして Linux用がある。

OpenSimのような洗練されたツールを作成するには、ものすごい努力と経験が必要なので、オープンソースを使うことは、いくつもの有利な点がある。動きをシミュレーションしたり、モデリングする必要のある広範囲のアプリケーションは、 OpenSimを利用でき、その改善と進化に貢献できる。 OpenSimコミュニティに参加することに興味のある人は誰でも、 simtk.orgのwebサイトから情報を入手できる。 OpenSim自身に関する情報や詳細については、 OpenSim webサイトIEEE の記事が提供している。

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