ヒューマンダイナミックスの逆解析手法による生体筋力の新測定法

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05805022
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 長谷川 光彦 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (30115117)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塩野谷 明 長岡技術科学大学, 体育・保健センター, 講師 (50187332)
• Keywords: 生体筋力 / ヒューマンダイナミックス / 逆解析

Research Abstract

主として、生体筋力特性とそのダイナミックスの基礎的計測・収集および逆解析の手法の確立を行なった。全体としてほぼ予定どうり順調に進んでいる。
(1)生体筋力特性のデータ測定(塩野谷)
一人のスポーツ選手の筋力特性を計測した。自転車エルゴメータの主動筋として、大殿筋、大腿四頭筋、大腿二頭筋を詳細に測定した結果、以下のことが明らかになった。
(1)関節角度等の計測データから筋力、収縮速度等を直ちに得られるシステムを開発した。
(2)発生筋力の収縮速度による影響は、基本的には従来どうりA.V.Hillの式が成立するが、速度が遅い最大筋力近くでは、どの筋も式の予測より低い。
(3)関節トルクの関節角度による影響は、上に凸の2次曲線で表わされる。
(4)左右の筋力特性は等しくない。
(2)自転車エルゴメータの動的データ計測と動解析(長谷川)
上述の被倹者が自転車エルゴメータをこいだときのダイナミックスを計測し、さきに得た筋力特性を用いて、動解析を行なった結果、以下の結果を得た。
(1)駆動特性のうち、時間経過における回転速度の変動は台形状を成し、6秒後頃に回転速度が一定とみなせる範囲がある。その値は負荷に比例することを確認した。
(2)動解析結果は実験結果をよく説明し、解析と筋力特性の妥当性を明らかにした。
(3)GAによる逆解析システムの開発(長谷川)
最も基本的な慣性車輪を用いたときの運動特性を例に取り、逆解析手法による生体筋力特性の同定を行ない、シミュレーションでは可能であることを明らかにした。