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Elucidation of the causes of muscle weakness due to weightlessness and aging and development of preventive equipment

Research Project

Project/Area Number 17H03193
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

Tsujiuchi Nobutaka  同志社大学, 理工学部, 教授 (60257798)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大平 充宣  同志社大学, 研究開発推進機構, 客員教授(嘱託研究員) (50185378)
伊藤 彰人  同志社大学, 理工学部, 教授 (60516946)
上林 清孝  同志社大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (70415363)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2017: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Keywords運動制御 / トレッドミル / 慣性センサ / バイオメカニクス / 微小重力 / 宇宙医学 / 機械力学・制御 / バイオメカニズム
Outline of Final Research Achievements

Skeletal muscle can prevent bone atrophy simply by maintaining skeletal muscle mass. Furthermore, it can be expected to prevent degenerative changes in various biological functions such as age-related muscle weakness (sarcopenia). Using a wearable gait analysis system, we examined the activity of the lower limb antigravity muscles in closer detail from the perspective of biomedical engineering and kinematics. From the information gathered in these examinations, we develop a “load-controlled treadmill” that can apply effective stimulation and stress to lower limb antigravity muscles, such as the soleus, by making the user proactively move the ankles in order to move the walking surface. It was clarified that the use of a load-controlled treadmill was able to provide effective stimulation to the antigravity muscles of the lower limbs.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した,地面反力を計測するフォースプレートを搭載し推進力をフィードバックすることによる負荷制御機能を有する,効果的な歩行・走行トレーニングが可能な「負荷制御型トレッドミル」および簡易に身体運動計測が可能な「ウェアラブルセンサ」を,フィットネスジムに普及することによって,サルコペニアなどの原因となる下肢抗重力筋の減弱を防止できる.さらにウェアラブルセンサに基づく運動解析結果を併用した効果的なトレーニングによって,実寿命に限りなく近い健康寿命の維持に貢献することが期待できる.

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (47 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 7 results) Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Gait Analysis Using Load-Controlled Single- and Split-Belt Treadmills2020

    • Author(s)
      Y.Ouchi, N.Tsujiuchi, A.Ito, K.Hirose
    • Journal Title

      Proceedings MDPI, 2020, ISEA 2020

      Volume: 49 Pages: 1-6

    • DOI

      10.3390/proceedings2020049048

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    • Author(s)
      Y.Nakamichi, N.Tsujiuchi, A.Ito, K.Hirose, A.Kondo
    • Journal Title

      Proceedings MDPI, 2020, ISEA 2020

      Volume: 49 Pages: 1-6

    • DOI

      10.3390/proceedings2020049164

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    • Author(s)
      A.Kondo, K.Hirose, N.Tsujiuchi, and A.Ito
    • Journal Title

      Proceedings MDPI, 2020, ISEA 2020

      Volume: 49 Pages: 1-6

    • DOI

      10.3390/proceedings2020049014

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    • Author(s)
      北野 敬祐、伊藤 彰人、辻内 伸好
    • Journal Title

      JOURNAL OF JAPAN SOCIETY FOR DESIGN ENGINEERING

      Volume: 54 Issue: 4 Pages: 231-244

    • DOI

      10.14953/jjsde.2018.2815

    • NAID

      130007624893

    • ISSN
      0919-2948, 2188-9023
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      H.Oshima, S.Aoi, T.Funato, N.Tsujiuchi, and K.Tsuchiya
    • Journal Title

      Frontiers in Computational Neuroscience

      Volume: 13 Pages: 1-11

    • DOI

      10.3389/fncom.2019.00063

    • NAID

      120006844941

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      Volume: - Pages: 6405-6408

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      同志社大学ハリス理化学研究報告

      Volume: 59 Pages: 13-24

    • NAID

      120006469535

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      L.Lamassoure, K.Araki, A.Ito, K.Kamibayashi, Y.Ohira, and N.Tsujiuchi
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      39th Annual Meeting of the International Society for Gravitational Physiology (ISGP)

      Volume: 1 Pages: 1-3

    • DOI

      10.3389/conf.fphys.2018.26.00024

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      Volume: 1 Pages: 1-4

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      A.Ito, N.Tsujiuchi, K.Horio, and K.Kitano
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      Proceedings of the 2018 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (robio18-320.pdf)

      Volume: 1 Pages: 1795-1980

    • NAID

      130006220536

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      大平充宣,上林清孝,辻内伸好
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      同志社大学スポーツ健康科学

      Volume: 9 Pages: 49-50

    • NAID

      120006353927

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      伊藤彰人,辻内伸好
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      電気評論2017.6

      Volume: 120 Pages: 55-61

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  • [Presentation] Dynamic motion analysis using a wearable sensor system in a stabilometer installed with generation function of disturbance from a floor2020

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      Y.Nakamichi, N.Tsujiuchi, A.Ito, K.Hirose, A.Kondo
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      廣瀬圭,友野一希,近藤亜希子,辻内伸好,北野敬祐,竹田正樹
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      https://space-dream.doshisha.ac.jp/

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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