Biomechanics

Biomechanics is a vast discipline within the field of Biomedical Engineering. It explores the underlying mechanics of how biological and physiological systems move. It encompasses important clinical applications to address questions related to medicine using engineering mechanics principles. Biomechanics includes interdisciplinary concepts from engineers, physicians, therapists, biologists, physicists, and mathematicians. Through their collaborative efforts, biomechanics research is ever changing and expanding, explaining new mechanisms and principles for dynamic human systems. Biomechanics is used to describe how the human body moves, walks, and breathes, in addition to how it responds to injury and rehabilitation. Advanced biomechanical modeling methods, such as inverse dynamics, finite element analysis, and musculoskeletal modeling are used to simulate and investigate human situations in regard to movement and injury. Biomechanical technologies are progressing to answer contemporary medical questions. The future of biomechanics is dependent on interdisciplinary research efforts and the education of tomorrow’s scientists

Mobile Web Accessibility Evaluation

Tese de mestrado, Informática, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010This work presents an approach to mobile Web accessibility evaluation allowing for Web content accessibility and mobile adequacy assessment, regarding different selectable disability profiles. We propose an extension to existing methodologies in order to fully encompass a thorough integration of mobile and accessibility guidelines within specific impairments perspectives and a prototype that serves as a proof of concept tool for that methodology. The integrated guidelines include MWBP and WCAG recommendations. It is well known that these sets overlap. Some subsets of MWBP should always be considered regardless of the users’ special needs, other are relevant for specific disability types. We claim that when specific disabilities are addressed some MWBP might become irrelevant. We developed a proof of concept tool, MWAAT, which fully addressed the basic concepts of the proposed methodology. Its analysis, design and the most relevant implementation aspects are presented in this dissertation. Regarding the development perspective, MWAAT adopts a very flexible approach envisioning its future integration into the ACCESSIBLE project platform and its potential extension into other guideline sets and alternative scenarios. As other available tools, it offers mechanisms for WCAG assessment or MWBP evaluation in an independent manner. However, unlike any other, it permits the evaluation of Web content through an adequate combination of both guidelines sets, as a whole, or more importantly, for a specific disability. As such, it provides a powerful mechanism to Web content developers and most notably to consolidate the selective disability assessment approach. This dissertation illustrates these capabilities through representative case studies. The results herein shown reveal not only the assessment differences between desktop and mobile content, but also the difference between these at the impairment level.A World Wide Web oferece uma vasta quantidade de informação e serviços e o seu potencial para melhorar a vida das pessoas e elevar o seu padrão de vida é enorme. A disciplina de acessibilidade da Web procura permitir que as pessoas com deficiência possam utilizar a Web tal como todas as outras, sem barreiras de acesso aos seus conteúdos. Tornar os conteúdos Web acessíveis às pessoas com deficiência é parte integrante de sítios da Web de elevada qualidade, constitui uma oportunidade de mercado emergente e, num número crescente de casos, constitui uma exigência legal como por exemplo a resultante da Secção 508 nos E.U.A. Os dispositivos móveis são cada vez mais usados como terminais de acesso à Internet. No entanto, as características intrínsecas e as limitações destes dispositivos podem colocar obstáculos na interação com a Web. Convém ainda salientar que para além das questões específicas à interação através de dispositivos móveis, pessoas com deficiência também podem aceder à Web a partir desses dispositivos colocando-se então questões adicionais de acessibilidade. Muitos designers e técnicos que desenvolvem aplicações para a Web móvel não estão familiarizados com as peculiaridades destes dois mundos. Existem diferentes conjuntos de directrizes para o desenvolvimento de conteúdos Web e para o desenvolvimento de conteúdos adequados para dispositivos móveis. As recomendações Web Content Accessibility Guidelines (WCAG) por exemplo, definem conjuntos de regras para tornar os conteúdos Web acessíveis a pessoas com deficiência, enquanto que as recomendações das Mobile Web Best Practices (MWBP), definem regras para tornar os sítios Web mais adequados ao seu acesso a partir de dispositivos móveis. Felizmente existe uma sobreposição, embora parcial, entre elas. A evolução contínua em ambas as áreas, derivada quer da publicação de novas orientações de acessibilidade quer pela evolução e crescente diversidade de dispositivos móveis, dificulta o desenvolvimento de aplicação e conteúdos que sigam as diferentes directivas. Se tomarmos ainda em consideração diferentes tipos de deficiência e as respectivas limitações daí derivadas para a interacção, as dimensões do quebra-cabeça tornam-se ainda mais complexas. Na verdade, quem desenvolve pode ter que entrar em consideração com orientações de acessibilidade e orientações para o desenvolvimento em plataformas móveis, para além de ter que considerar utilizadores com diferentes tipos de deficiência das quais resultam diferentes potenciais barreiras de interação. Em suma, não constitui uma tarefa fácil. Para superar todos estes diferentes aspectos, quem desenvolve precisa de suporte durante o processo de desenvolvimento ao longo das várias etapas do ciclo de vida das aplicações. Existem várias ferramentas para a avaliação de acessibilidade de sítios Web ou para avaliação da sua adequação para serem acedidos partir de dispositivos móveis. Em geral, porém, elas suportam-se numa abordagem onde todas as orientações são testadas indiferentemente não tomando em consideração as especificidades relativas aos utilizadores, aos dispositivos de destino e aos conjuntos de restrições de mobilidade e acessibilidade relevantes daí resultantes. Mesmo que em trabalhos recentes se abordem algumas destas nuances, a verdade é que uma abordagem global onde se tome em consideração as especificidades relativas aos diferentes cenários resultantes de utilizadores com diferentes tipos de deficiência acedendo aos sítios Web através de diferentes tipos de dispositivos, nomeadamente dispositivos móveis, ainda não existe. No trabalho relacionado desta dissertação, introduzem-se os conceitos e principais questões relativas à acessibilidade dos conteúdos Web, para diferentes tipos de deficiência, e as características e requisitos específicos do seu acesso a partir de dispositivos móveis. Seguidamente apresentam-se as principais recomendações existentes no âmbito da acessibilidade e as principais recomendações existentes no domínio da adequação dos conteúdos Web para o acesso a partir de dispositivos móveis. Discutem-se também as ferramentas existentes e apresentam-se lacunas existentes. O trabalho relacionado termina apresentando o projecto ACCESSIBLE em cujo âmbito o trabalho desta tese foi efectuado e a metodologia de avaliação de acessibilidade, Accessible Harmonized Methodology (HAM), efectuada no âmbito do mesmo. Nesta dissertação apresenta-se uma abordagem para a avaliação de acessibilidade de conteúdos Web para dispositivos móveis. A abordagem permite a avaliação de acessibilidade e de adequação para acesso a partir de dispositivos móveis, de conteúdo Web, para diferentes perfis de deficiência seleccionáveis. Isto irá permitir a quem desenvolve conteúdos para a Web, aos designers e aos especialistas em avaliação, efectuar rapidamente avaliações especializadas tendo em consideração diferentes tipos de deficiência e diferentes contextos de entrega dos conteúdos. Neste trabalho apresentamos também a ferramenta desenvolvida para permitir avaliar a abordagem. Começa-se por analisar a introdução da dimensão móvel no processo de avaliação de acessibilidade sendo considerados diferentes perfis de deficiência nessa avaliação. A identificação do subconjunto de orientações relevante que deve ser aplicado a cada perfil é escrutinado, tendo em consideração as recomendações das MWBP, as recomendações das WCAG e a abordagem da HAM. Dessa análise do conjunto de diretrizes WCAG, e considerando o contexto em que se aplica, chega-se à conclusão de que os pontos de verificação de acessibilidade que são relevantes para um tipo de deficiência quando se usa um desktop não muda para um ambiente móvel. Em vez disso a sua relevância tende a ser reforçada pela relação referida entre as recomendações WCAG e WMBP. Em relação às MWBP, três subconjuntos de orientações devem ser consideradas, nomeadamente: - Orientações directamente relevantes para um ou mais tipos de deficiência; - Orientações relevantes para o acesso através de dispositivo móvel, independentemente das necessidades dos utilizadores especiais; - Orientações que se tornam irrelevantes para alguns tipos de deficiência no acesso a partir de dispositivos móveis O primeiro subconjunto, deriva da relação entre as orientações MWBP e WCAG. A correspondência entre as orientações MWBP e as limitações de interação dos diferentes tipos de deficiência podem ser diretamente derivados a partir de documentação da W3C. O significado desse subconjunto deve porém ser cuidadosamente avaliado. Em primeiro lugar, a relação entre as orientações das WCAG e das MWBP, nem sempre correspondem a uma equivalência completa ou mesmo a uma implicação. Isso significa que, na maioria das vezes, ambas devem ser avaliadas quer em termos de eventual falha de verificação de conformidade com a orientação, quer em termos das situações de alerta ou erro verificadas e das mensagens correspondentes. O facto de existir uma relação entre algumas das orientações, não exclui a necessidade de verificar as restantes orientações MWBP não relacionadas com as orientações WCAG. Há aspectos importantes para a adequação do conteúdo a ser acedido por um dispositivo móvel que não dizem directamente respeito a questões específicas de acessibilidade. As orientações quanto às características, tais como codificação de caracteres, content format preferred, formatos de conteúdo desejado, cookies, etc., não têm uma relação com um problema específico de acessibilidade, mas são essenciais para a interação de dispositivos móveis em geral. Considere-se, por exemplo, um tipo de deficiência visual e/ou um utilizador que, por regra, inibe o download de imagens no agente de navegação do seu dispositivo móvel. Aplicando testes relacionados com as orientação MWBP de conformidade de imagens (por exemplo, especificação explicita do tamanho de imagens) pode resultar em detecção de falhas irrelevantes para esse tipo de utilizador. Na verdade, não ter a especificação do tamanho da imagem não muda em nada a experiência deste tipo de utilizador uma vez que a imagem não será descarregada de qualquer forma. Tal como no exemplo anterior, outros casos devem ser tomadas em consideração para evitar resultados de avaliação que deem origem a falsos positivos. Assim, uma ferramenta ou uma metodologia de avaliação da acessibilidade de conteúdos para a Web móvel, que suporta diferentes tipos de deficiência, deve definitivamente fazer referência a estas orientações das quais resultam falsos positivos. Na melhor das hipóteses, eles devem ser tratados como casos particulares, provavelmente associados a baixo nível de severidade, ou simplesmente removido dos conjuntos de recomendações e testes relevantes para a deficiência específica. Após a apresentação da aproximação metodológica, nesta dissertação apresenta-se a especificação de requisitos da ferramenta MWAAT (Mobile Web Accessibility Assessment Tool), utilizando diagramas de casos de uso para a sua descrição. Apresentam-se ainda os diagramas de classes e os requisitos não-funcionais. São apresentadas as principais considerações de design da ferramenta WAAT. A arquitectura é descrita, sendo ainda apresentados os diagramas de interação dos casos de uso mais relevantes. Apresentam-se ainda os diagramas de classes do sistema. A nível da implementação são apontados os aspectos mais relevantes, tais como o ambiente em que foi desenvolvido e os aspectos mais relevantes de implementação dos principais módulos da arquitectura da ferramenta, nomeadamente o seu interface gráfico, o componente de selecção de cenários de utilização, o componente de manipulação e apresentação de resultados e o componente de avaliação considerando quer os mecanismos de acesso e manipulação dos recurso Web sejam eles URL ou ficheiros, quer os mecanismos de avaliação e os componentes de análises e testes implementados. Finalmente nesta dissertação são apresentados resultados referentes a um cenário de desenvolvimento de um conteúdo Web e três casos de estudo de avaliação de conteúdos Web existentes que ilustram a utilização e potencial da metodologia e da ferramenta MWAAT. No primeiro caso de estudo, a ferramenta MWAAT é utilizada para ajudar criar um conteúdo acessível para a Web móvel, a partir de um ficheiro HTML ainda não instalado num Web Server. Este exemplo serve principalmente para demostrar o uso da ferramenta. Nos outros três casos de estudo acedem-se a diferentes recursos disponíveis na Web, simulando o acesso a partir de dois contextos de acesso diferentes, o acesso a partir de um contexto desktop e o acesso a partir de um contexto móvel. As diferentes representações dos conteúdos Web acedidos, recebidas para os diferentes contextos de acesso foram avaliados segundo diferentes cenários de avaliação nomeadamente a avaliação de acessibilidade standard sem considerar nenhum tipo específico de deficiência e a avaliação de acessibilidade considerando tipos específicos de deficiência nomeadamente, deficiência visual, deficiência auditiva, daltonismos e deficiência motora. Foram ainda efectuados testes para avaliar a adequação de conteúdos para serem acedidos em dispositivos móveis, sendo testada a acessibilidade sem considerar nenhum tipo especifico de deficiência e a acessibilidade considerando os diferentes tipos de deficiência anteriormente referidos. Os resultados obtidos permitem concluir como válidos alguns pressupostos desta dissertação nomeadamente revela-se claro que para as deficiências específicas, os conteúdos têm muito menos problemas de acessibilidade do que quando se avalia o caso geral indiscriminado, uma vez que cada conjunto de orientações relevantes para cada deficiência é um subconjunto dos testes disponíveis. Uma análise mais profunda dos resultados da avaliação mostraram que mesmo quando os números são semelhantes entre os diferentes tipos de deficiência, os problemas reais levantados correspondem geralmente a diferentes orientações que não são observadas. Isto reforça a decisão de ter um conjunto de testes específicos para cada tipo de deficiência, uma vez que, por exemplo, para o caso deficientes auditivos alguns dos sítios Web avaliados são totalmente acessíveis. Olhando para a dimensão mobilidade, fica claro que a representação móvel apresenta um tamanho muito menor do que a representação padrão em todos os casos de estudo. Isso ocorre do facto de estes sítios Web terem uma representação específica para ser acedida a partir de contextos m´oveis, que geralmente oferece uma versão simplificada que é mais adequada. Em relação aos números absolutos, o ganho em termos de acessibilidade é enorme quando se compara a representação móvel com a representação padrão, tanto em termos de número de nós como em número de advertências e de erros. Olhando para as percentagens, o mesmo é verdade para a maioria dos casos de estudo. Em geral, a melhoria verificada na acessibilidade das representações móveis versus as representações padrão está em conformidade com o esperado. Em todos os casos de estudo as diferenças entre a avaliação de acessibilidade geral e a avaliação para deficiências específicas são visíveis. A presente dissertação termina sintetizando as conclusões derivadas dos resultados obtidos e expondo o trabalho futuro previsto, referente à extensão do conjunto de testes disponíveis, à evolução do interface com o utilizador, à evolução prevista para o manuseamento e apresentação de resultados, aos casos de experimentação e ao trabalho de investigação previsto para a refinação dos cenários de avaliação

Desktop Haptic Interface for Simulation of Hand-Tremor

This paper presents a haptic system that is conceived to support the design process of a class of products or services in order to make them more accessible to people affected by hand tremor diseases. The main aim is to foster the designer empathy allowing her/him to directly feel the effect of the impairment in first person. Specifically, a desktop haptic device is employed to induce a programmable hand-tremor, that is typically observed in people affected by some kind of neurological diseases, on healthy subjects (i.e. the designers). The developed tool is based on a wrist-attached haptic interface with a workspace that is comparable to that of the arm of the user. Such device is able to exert controlled forces on the user's wrist and induces a hand-tremor whose frequency and amplitude are correlated with those measured on impaired people. The control of the device is based on a custom trajectory-tracking algorithm that takes as input tremor signals that are acquired on patients using an optical motion tracking system. In this paper, we present the employed haptic system, the structure of the control system and the experimental validation of the controller done through the acquisition of data on six patients affected by Parkinson's disease

Sensorimotor Differences in Autism Spectrum Disorder: An evaluation of potential mechanisms.

This thesis examined the aetiology of sensorimotor impairments in Autism Spectrum Disorder: a neurodevelopmental condition that affects an individual’s socio-behavioural preferences, personal independence, and quality of life. Issues relating to clumsiness and movement coordination are common features of autism that contribute to wide-ranging daily living difficulties. However, these characteristics are relatively understudied and there is an absence of evidence-based practical interventions. To pave the way for new, scientifically-focused programmes, a series of studies investigated the mechanistic underpinnings of sensorimotor differences in autism. Following a targeted review of previous research, study one explored links between autistic-like traits and numerous conceptually-significant movement control functions. Eye-tracking analyses were integrated with force transducers and motion capture technology to examine how participants interacted with uncertain lifting objects. Upon identifying a link between autistic-like traits and context-sensitive predictive action control, study two replicated these procedures with a sample of clinically-diagnosed participants. Results illustrated that autistic people are able to use predictions to guide object interactions, but that uncertainty-related adjustments in sensorimotor integration are atypical. Such findings were advanced within a novel virtual-reality paradigm in study three, which systematically manipulated environmental uncertainty during naturalistic interception actions. Here, data supported proposals that precision weighting functions are aberrant in autistic people, and suggested that these individuals have difficulties with processing volatile sensory information. These difficulties were not alleviated by the experimental provision of explicit contextual cues in study four. Together, these studies implicate the role of implicit neuromodulatory mechanisms that regulate dynamic sensorimotor behaviours. Results support the development of evidence-based programmes that ‘make the world more predictable’ for autistic people, with various theoretical and practical implications presented. Possible applications of these findings are discussed in relation to recent multi-disciplinary research and conceptual advances in the field, which could help improve daily living skills and functional quality of life.Economic and Social Research Council (ESRC

Simulating a Flexible Robotic System based on Musculoskeletal Modeling

Humanoid robotics offers a unique research tool for understanding the human brain and body. The synthesis of human motion is a complex procedure that involves accurate reconstruction of movement sequences, modeling of musculoskeletal kinematics, dynamics and actuation, and characterization of reliable performance criteria. Many of these processes have much in common with the problems found in robotics research, with the recent advent of complex humanoid systems. This work presents the design and development of a new-generation bipedal robot. Its modeling and simulation has been realized by using an open-source software to create and analyze dynamic simulation of movement: OpenSim. Starting from a study by Fuben He, our model aims to be used as an innovative approach to the study of a such type of robot in which there are series elastic actuators represented by active and passive spring components in series with motors. It has provided of monoarticular and biarticular joint in a very similar manner to human musculoskeletal model. This thesis is only the starting point of a wide range of other possible future works: from the control structure completion and whole-body control application, to imitation learning and reinforcement learning for human locomotion, from motion test on at ground to motion test on rough ground, and obviously the transition from simulation to practice with a real elastic bipedal robot biologically-inspired that can move like a human bein

An Augmented Interaction Strategy For Designing Human-Machine Interfaces For Hydraulic Excavators

Lack of adequate information feedback and work visibility, and fatigue due to repetition have been identified as the major usability gaps in the human-machine interface (HMI) design of modern hydraulic excavators that subject operators to undue mental and physical workload, resulting in poor performance. To address these gaps, this work proposed an innovative interaction strategy, termed “augmented interaction”, for enhancing the usability of the hydraulic excavator. Augmented interaction involves the embodiment of heads-up display and coordinated control schemes into an efficient, effective and safe HMI. Augmented interaction was demonstrated using a framework consisting of three phases: Design, Implementation/Visualization, and Evaluation (D.IV.E). Guided by this framework, two alternative HMI design concepts (Design A: featuring heads-up display and coordinated control; and Design B: featuring heads-up display and joystick controls) in addition to the existing HMI design (Design C: featuring monitor display and joystick controls) were prototyped. A mixed reality seating buck simulator, named the Hydraulic Excavator Augmented Reality Simulator (H.E.A.R.S), was used to implement the designs and simulate a work environment along with a rock excavation task scenario. A usability evaluation was conducted with twenty participants to characterize the impact of the new HMI types using quantitative (task completion time, TCT; and operating error, OER) and qualitative (subjective workload and user preference) metrics. The results indicated that participants had a shorter TCT with Design A. For OER, there was a lower error probability due to collisions (PER1) with Design A, and lower error probability due to misses (PER2)with Design B. The subjective measures showed a lower overall workload and a high preference for Design B. It was concluded that augmented interaction provides a viable solution for enhancing the usability of the HMI of a hydraulic excavator

USING MUSCULOSKELETAL MODELING TO ASSESS MUSCLE FUNCTION AND GAIT ASYMMETRY AFTER A STRAYER PROCEDURE APPLIED TO A CHILD WITH CEREBRAL PALSY

Cerebral palsy (CP) is a common group of neuromotor disorders with symptoms appearing during childhood. Children with CP often undergo orthopedic surgeries and treatment plans depending on the gait pattern and its severity. Jump gait is a gait pattern present in bilateral spastic CP and is characterized by a combination of ankle equinus, accentuated hip and knee flexion, lumbar lordosis, and anterior pelvis tilt. The modified Strayer procedure is a surgical intervention to treat equinus in ambulatory children with CP and is often accompanied by botulinum toxin type A (BTX) injections to aid in spasticity reduction. Musculoskeletal modeling is a promising approach to indirectly estimatemuscle function, includingmuscle force, andmuscle induced accelerations. Gait asymmetry is often studied as it is associated with pathological gait. This study aimed to analyze the improvements in gait function in one child with CP following corrective surgery for jump gait. Gait asymmetry, muscle forces and contributions to the center of mass accelerations during walking were assessed before, one and two years after surgery. Furthermore, comparison with typically developed children was also performed. Threedimensional marker coordinates and ground reaction forces (GRF) during walking were recorded and used as input for musculoskeletal simulations using OpenSim. Two years post-surgery, gait asymmetry reduced to levels similar to or lower than unimpaired gait. Overall joint kinematics improved, although the increase in dorsiflexion was not enough to achieve heel strike at first contact in the lower limb submitted to surgery. Estimates of muscle forces showed the child with CP relied more on proximal muscles to walk, mainly the vasti and hamstrings, before and after surgery. Soleus muscle forces increased following surgery, becoming the primary contributor to vertical support from the plantarflexors. Suggestions were made for treatment plans and for maintaining surgical improvements, such as strengthening of weakened muscles.Paralisia cerebral (PC) é um grupo de perturbações neuromotoras cujos sintomas aparecem durante a infância. Crianças com PC são regularmente submetidas a cirurgias ortopédicas e planos de tratamento de acordo com o padrão de marcha e grau de severidade. Marcha em salto é um padrão de marcha presente em PC espástica bilateral caracterizada por pé equino, flexão acentuada do joelho e anca, lordose lombar, e inclinação pélvica anterior. O procedimento modificado de Strayer é uma cirurgia comum para tratar pé equino em crianças com PC em contexto ambulatório e é normalmente acompanhada por injeções de toxina botulínica. Modelação musculoesquelética é uma abordagem que permite estimar, indiretamente, as forças e acelerações induzidas musculares. Assimetria na marcha é frequentemente estudada por estar associada a uma marcha patológica. O objetivo deste trabalho consiste em estudar as melhorias na marcha de uma criança com PC após cirurgia. Assimetria da marcha, forças e contribuições musculares para a aceleração do centro de massa foram avaliadas antes, um e dois anos após cirurgia. Além disso, foi feita a comparação com marcha saudável. Foram gravadas as coordenadas tridimensionais dos marcadores e forças de reação do solo para as simulações musculoesqueléticas através do OpenSim. Dois anos após cirurgia, a assimetria melhorou para níveis semelhantes ou inferiores aos da marcha saudável. Em termo gerais, a cinemática melhorou, porém, apesar da capacidade de dorsiflexão ter aumentado, o calcanhar não estabelece o primeiro contacto no membro inferior submetido a cirurgia. Resultados das forças musculares mostram uma maior dependência em músculos proximais na criança com PC, principalmente o vasto e os isquiotibiais, antes e após cirurgia. As forças musculares do solear aumentaram após cirurgia, tornando-se o principal plantarflexor a contribuir para o suporte. Fortalecimento de músculos enfraquecidos foi um dos planos de tratamento sugeridos para preservação das melhorias obtidas pela cirurgia

Musculoskeletal Models in a Clinical Perspective

This book includes a selection of papers showing the potential of the dynamic modelling approach to treat problems related to the musculoskeletal system. The state-of-the-art is presented in a review article and in a perspective paper, and several examples of application in different clinical problems are provided

Virtual Reality and Its Application in Education

Virtual reality is a set of technologies that enables two-way communication, from computer to user and vice versa. In one direction, technologies are used to synthesize visual, auditory, tactile, and sometimes other sensory experiences in order to provide the illusion that practically non-existent things can be seen, heard, touched, or otherwise felt. In the other direction, technologies are used to adequately record human movements, sounds, or other potential input data that computers can process and use. This book contains six chapters that cover topics including definitions and principles of VR, devices, educational design principles for effective use of VR, technology education, and use of VR in technical and natural sciences

Dynamic Simulation and Neuromechanical Coordination of Subject-Specific Balance Recovery to Prevent Falls

Falls are the leading cause of fatal and nonfatal injuries in elderly people, resulting in approximately $31 billion in medical costs annually in the U.S. These injuries motivate balance control studies focused on improving stability by identifying prevention strategies for reducing the number of fall events. Experiments provide data about subjects’ kinematic response to loss of balance. However, simulations offer additional insights, and may be used to make predictions about functional outcomes of interventions. Several approaches already exist in biomechanics research to generate accurate models on a subject-by-subject basis. However, these representations typically lack models of the central nervous system, which provides essential feedback that humans use to make decisions and alter movements. Interdisciplinary methods that merge biomechanics with other fields of study may be the solution to fill this gap by developing models that accurately reflect human neuromechanics.Roboticists have developed control systems approaches for humanoid robots simultaneously accomplishing complex goals by coordinating component tasks under priority constraints. Concepts such as the zero-moment point and extrapolated center of mass have been thoroughly evaluated and are commonly used in the design and execution of dynamic robotic systems in order to maintain stability. These established techniques can benefit biomechanical simulations by replacing biological sensory feedback that is unavailable in the virtual environment. Subject-specific simulations can be generated by synthesizing techniques from both robotics and biomechanics and by creating comprehensive models of task-level coordination, including neurofeedback, of movement patterns from experimental data. In this work, we demonstrate how models built on robotic principles that emulate decision making in response to feedback can be trained by biomechanical motion capture data to produce a subject-specific fit. The resulting surrogate can predict a subject’s particular solution to accomplishing the movement goal of recovering balance by controlling component tasks. This research advances biomechanics simulations as we move closer towards the development of a tool capable of anticipating the results of rehabilitation interventions aimed at correcting movement disorders. The novel platform presented here marks the first step towards that goal, and may benefit engineers, researchers, and clinicians interested in balance control and falls in human subjects