2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Understanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions |
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26120006
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
太田 順 東京大学, 人工物工学研究センター, 教授 (50233127)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青井 伸也 京都大学, 工学研究科, 講師 (60432366)
千葉 龍介 旭川医科大学, 医学部, 准教授 (80396936)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | モデル化 / システム工学 / 神経科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの姿勢制御におけるfast dynamics を解明するため、複数の感覚入力の変容に対する姿勢の変容のモデル化を目指した。姿勢制御に限らず運動制御においては一般的に、複数の感覚入力は統合処理された後に運動の生成に用いられる。ここでは姿勢の変容をもたらす感覚入力の変容を実験・調査し、その感覚の姿勢制御への寄与とその変容をモデル化した。更に、この姿勢制御の妥当性および長期的変容(slow dynamics)を詳細に調査するために筋骨格系シミュレータ上で立位姿勢維持が可能な制御モデルの構築を行った。
この他に，小脳部分除去ラットの歩行・動作解析を通じ、小脳障害に対応した小脳障害指標の構築を行った。これは、小脳の各部位（皮質-核，中央-外側）における機能を調査し、それに対応した指標を提案することで損傷部位の推定を可能とするモデルとなり、運動における小脳の役割を考察する成果となった。
これまで提案してきた運動制御におけるfast、slow dynamicsモデルの妥当性を検証するために、ラット後肢の左右分離型トレッドミル歩行の計測データを解析し、シミュレーション結果と比較した。その結果、運動学シナジーを構成する空間パターンには、左右同じ速度や異なる速度などの環境変化に対してほとんど変化がないものの、時間パターンには大きな変化が見られた。特に、環境変化後に左右の速度差に応じた急激な位相のシフトが見られ、時間経過に応じてゆっくりと元に戻る様子が見られた。これらの傾向は、動力学シミュレーションの結果でも見られており、数理モデルに関して運動学レベルでの妥当性が示唆された。
更にA02-2 研究項目と協働で、ニホンザルの四足歩行、二足歩行、そしてそれらをつなぐ歩容遷移に関して、計測データの解析、ならびに神経筋骨格モデルを用いた動力学シミュレーション研究を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度も初年度，2年度に引き続き研究を継続して行い，実験系の継続的構築，解析，解析ツールの継続的開発を行った．これより，fast dynamics，slow dynamicsに関する制御アルゴリズムのより一層の考察が可能となった．このように順調に研究が進んでおり，おおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
より詳細なslow dynamics モデルを構築し、そのモデルの妥当性の検証を行う。また、他研究項目と連携し、生理学的裏付けとリハビリテーションへの応用可能性を調べる。
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[Journal Article] Mannequin system for the self-training of nurses in the changing of clothes2016
Author(s)
Ogata,Taiki, Nagata,Ayanori, Huang,Zhifeng, Katayama,Takahiro, Kanai-Pak,Masako, Maeda,Jukai, Kitajima,Yasuko, Nakamura,Mitsuhiro, Aida,Kyoko, Kuwahara,Noriaki, & Ota,Jun
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Journal Title
Kybernetes
Volume: 45
Pages: 839-852
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Nonpathological anxiety prediction using both sensor logs and application history of smartphones2016
Author(s)
to,Taku, Fukazawa,Yusuke, Okimura,Tsukasa, Yamashita,Yuichi, Maeda,Takaki, & Ota,Jun
Organizer
Proceedings of the 1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmboSS 2016)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Robot patient imitating paralysis patients for nursing students to learn patient transfer skill2016
Author(s)
Lin,Chingszu, Huang,Zhifeng, Kanai-Pak,Masako, Kitajima,Yasuko, Nakamura,Mitsuhiro, Kuwahara,Noriaki, Ogata,Taiki, & Ota,Jun
Organizer
Proc. International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-14)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Evaluating number of days needed to predict anxiety by using smartphone2016
Author(s)
Ito,Taku, Fukazawa,Yusuke, Maeda,Takaki, Yamashita,Yuichi, Okimura,Tsukasa, & Ota,Jun
Organizer
Proceedings of the 2016 Ninth International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Source separation and localization of individual superficial forearm extensor muscles using high-density surface electromyography2016
Author(s)
Su,Becky, Shirafuji,Shouhei, Oya,Tomomichi, Ogata,Yousuke, Funato,Tetsuro, Yoshimura,Natsue, Pion-Tonachini,Luca, Makeig,Scott, Seki,Kazuhiko, & Ota,Jun
Organizer
roc. IEEE Int. Symp. Micromechatronics and Human Science (MHS2016)
Int'l Joint Research
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