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Development of a gait modification system using an unconscious motor learning system: To extend healthy life expectancy

Research Project

Project/Area Number 20H04097
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology

Principal Investigator

Hirashima Masaya  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 研究マネージャー (20541949)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords運動学習 / 無意識 / 歩行 / 誤差 / 適応 / モーションキャプチャ / アバター / VR / 運動記憶 / 長期間トレーニング / 運動器障害予防 / 長期的トレーニング
Outline of Research at the Start

運動指導の現場では、ジェスチャーや言語を用いて指導することが多い。しかし、指導者が意図した通りに相手に伝わるとは限らず、常に不確実性の問題を抱えている。本研究では、近年、心理学・神経科学の分野で注目が集まっている無意識的な運動学習系の機能を活用し、ロバストな運動学習支援システムを開発することを目的とする。全身運動をリアルタイムにフィードバックできるシステムを開発し、長期的な歩行適応トレーニングが日常の歩行動作を変容させる効果があるかを検証し、運動器障害になりにくい歩行様式へ自然と導くような歩容改善システムを開発する。

Outline of Final Research Achievements

Instructing movements categorized as procedural memory through language is fundamentally challenging. This study focused on the unconscious and robust brain function that modifies movement based on movement errors and sought to develop a learning support system capable of reliably guiding toward desired movements by providing visual errors in the opposite direction of the desired movement. Experiments were conducted on high-degree-of-freedom gait movements, demonstrating the system's ability to guide toward the desired gait movement and suggesting that it may be partially transferable to gait movements in daily life.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

運動指導の現場では、ジェスチャーや言語を用いて指導することが多い。しかし、指導者が意図した通りに相手に伝わるとは限らず、常に不確実性の問題を抱えている。本研究では、言葉ではなく、脳に効果的に働きかける情報を提示することによって、運動指導を確実に行えるシステムの構築を目指したものである。運動や知覚など、脳の機能は言語化できないものが多く、これらの機能を向上させるための効果的な情報伝達方法を考案・開発することによって、国民の健康寿命の延伸や生活の質の向上を図ることができる。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] サイバー空間の自分を作る・操る2023

    • Author(s)
      平島雅也
    • Journal Title

      電波技術協会報

      Volume: 353 Pages: 32-35

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] ヒトの運動適応能力を利用した歩行運動変容の試み2022

    • Author(s)
      山本健太、平島雅也
    • Journal Title

      体育の科学

      Volume: 72(7) Pages: 475-478

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Visual error-induced motor memory in targeted walking2024

    • Author(s)
      Kenta Yamamoto, Tsuyoshi Ikegami, Masaya Hirashima
    • Organizer
      Neural Control of Movement
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒトの運動機能向上支援システムの開発2023

    • Author(s)
      平島雅也
    • Organizer
      応用脳科学アカデミー
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 感覚運動制御系に働きかける非言語的な歩容改善支援システム2022

    • Author(s)
      平島 雅也
    • Organizer
      2021年度生理研研究会「スポーツからみる日常と非日常の神経生理学」
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 次世代筋骨格モデルによる身体運動解析への応用2022

    • Author(s)
      平島 雅也
    • Organizer
      第30回埼玉県理学療法学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒトの運動機能向上支援システムの開発2021

    • Author(s)
      平島 雅也
    • Organizer
      2021年度応用脳科学アカデミー
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 視覚運動処理を含む歩行の運動記憶形成メカニズム2021

    • Author(s)
      山本 健太、池上 剛、平島 雅也
    • Organizer
      第15回MotorControl研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 次世代健康・スポーツサービスの実現に向けた脳・身体科学的取り組み2020

    • Author(s)
      平島雅也
    • Organizer
      第14回Motor Control研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 所属機関における平島雅也のホームページ

    • URL

      https://www2.nict.go.jp/bnc/hirashima/index.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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