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A unified framework of human motor control and learning

Research Project

Project/Area Number 23K20368
Project/Area Number (Other) 20H04089 (2020-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2020-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

瀧山 健  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40725933)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古屋 晋一  一般社団法人NeuroPiano(研究開発部), 研究開発部, シニアリサーチャー (20509690)
進矢 正宏  広島大学, 人間社会科学研究科(総), 准教授 (90733452)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
Keywords身体運動科学 / 運動制御 / 運動学習 / 筋シナジー / 野球 / 投球動作 / 身体運動学習 / 身体運動制御 / 数理モデル / 機械学習 / 音楽演奏 / スポーツ
Outline of Research at the Start

巧みな身体動作を実現する運動指令の生成(運動制御)、動作の正確性を改善する運動指令の修正(運動学習)、これらの運動制御と運動学習が協調することにより、多様な環境における自在な身体運動が生み出されている。しかしながら、運動学習と運動制御は独立に検証されることが多く、その協調様式は明らかでない。本研究では、運動制御と運動学習を統一的に理解する理論的枠組みの提案、そして提案する枠組みに基づくトレーニングの特性の理解を目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

冗長性を有する歩行動作において、特徴的な低次元成分の抽出方法を義足装着者の動作データへと適用した。本研究計画において、代表者は以前に、歩行動作における身体重心が描く曲線がリサージュ曲線でフィッティングでき、歩行速度ならびに歩行走行での切り替えにおける変化が明確に定量化できることを示している(Takiyama+, 2020, J Biomech)。しかしながら、通常のリサージュ曲線は対称に近い身体重心軌道のみしかフィッティングできずない問題点があり、義足装着者のように歩行動作そのものに非対称性を有する場合に定量化する方法が明らかでなかった。今年度は、フーリエ級数展開を利用して、義足装着者を対象にしたオープンデータを元に、歩行速度に依存した非対称なリサージュ曲線の変調様式を明らかにした(Takiyama+, 2024, Front Act Liv Sports)。

さらに、歩行研究は非常に数多く行われているものの、妥当な統計解析手法が適用されていないという問題点が存在する。特に、少ない歩数ならびに少ない被験者数にて解析が行われるケースが散見され、代表者ならびに分担者はパワーアナリシスに基づき、この問題の解決に挑んだ。具体的には、様々な被験者数ならびに歩数、様々なグループ間・条件間での違いを想定しシミュレーションを行い、妥当な検出力に達するサンプル数の導出を試みた(Shinya & Takiyama, 2024, J Biomech)。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

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

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 5 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Toronto Rehabilitation Institute(カナダ)

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      Takiyama Ken、Yokoyama Hikaru
    • Journal Title

      Frontiers in Sports and Active Living

      Volume: 5 Pages: 1304141-1304141

    • DOI

      10.3389/fspor.2023.1304141

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      Shinya Masahiro、Takiyama Ken
    • Journal Title

      Journal of Biomechanics

      Volume: 165 Pages: 111995-111995

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2024.111995

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      Inoue Masato、Furuki Daisuke、Takiyama Ken
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      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 10 Pages: e0275820-e0275820

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0275820

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      Takiyama Ken、Mugikura Shuta、Furuya Shinichi
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      Frontiers in Neurology

      Volume: 13 Pages: 983448-983448

    • DOI

      10.3389/fneur.2022.983448

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      Takiyama Ken, Hirashima Masaya, Fujii Shinya
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      Frontiers in Sports and Active Living

      Volume: 4 Pages: 923180-923180

    • DOI

      10.3389/fspor.2022.923180

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      Hashimoto T, Takiyama K, Miki T, Kobayashi H, Nasu D, Ijiri T, Kuwata M, Kashino M, Nakazawa K
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      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-14

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      10.1038/s41598-021-87614-z

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      Tanae Mamoru、Ota Keiji、Takiyama Ken
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      Frontiers in Sports and Active Living

      Volume: 3 Pages: 637225-637225

    • DOI

      10.3389/fspor.2021.637225

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      Takiyama Ken、Yokoyama Hikaru、Kaneko Naotsugu、Nakazawa Kimitaka
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      Journal of Biomechanics

      Volume: 110 Pages: 109947-109947

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      https://sites.google.com/site/takiyama1106/home

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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