Modeling of human dynamic balance ability based on predictive somatosensory and sensory integration
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19K04315
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
Yokota Sho 東洋大学, 理工学部, 准教授 (40434386)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 感覚行動システム / バランス / パーソナルモビリティ / 予測型体性感覚 / 動的バランス |
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| Outline of Research at the Start |
人のバランス能力は、姿勢変化の予測と、3つの感覚情報（視覚、体性感覚、前庭感覚）に基づいている。このバランス能力を測るために立乗り型PM（Personal Mobility）を利用する。本研究の目的は、移動するPMの外力に伴う姿勢制御と姿勢の揺れが生じるという他動的移動運動という条件の下、外力の予測と感覚情報の統合モデルを明らかにし、これを用いて動的バランス能力の定量的指標を見出すことにある。本モデルの特徴は、他動運動による外力を体勢感覚として暗黙のうちに予測する身体感覚（予測型体性感覚と称す）と感覚情報に基づくバランス能力を計測可能な物理量で表現し、その関係性を定量表現することにある。
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study is to find a quantitative index of dynamic balance ability under the condition of riding a mobile platform, that is, postural control and postural sway caused by external forces on a moving Personal Mobility (PM).
The results obtained are as follows. There is a proportional relationship between the center of gravity and body inclination on the floor in the standing posture. Dynamic balance ability can also be expressed using center-of-gravity sway. The model of human balance control in the dynamic motion should be a model that incorporates differential-precedence-type PD control at the ankle.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
バランス能力のモデル化について、これまでの多くの研究が、静的な立位姿勢維持や安定歩行運動を対象としている。一方、日常生活では移動体（電車、車など）乗車時に、他動的な力（外力ともみなせる）が働き、これに対抗してのバランスを発揮する場面が多々ある。このような他動的ケースでのバランス能力がどのように表されるのか、またその測定法を考察した例はみない。
この課題に対し、本研究は、開発したパーソナルモビリティに搭乗し身体傾斜で操作する場面を取り上げ、動的なバランスモデルを見出した。このモデルは、人々の安全な移動を実現するモビリティの開発に寄与するものと考える。
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Report
(4 results)
Research Products
(9 results)
