多足歩行動物の歩行パターンの生成・学習に関する数理モデル

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750199
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 西井 淳 山口大学, 理学部, 助教授 (00242040)
• Keywords: 多足歩行動物 / 歩行パターン / エネルギー最適化 / 運動学習 / 学習制御

Research Abstract

前年度に理論的に考察した、エネルギー効率を最適にする多足歩行動物の歩行パターンに関する結果に基づき本年度は,以下を行った。
・実際の動物の歩行パターンの計測実験を行い、理論的に得られている最適な歩行パターンとの比較検討を行った。これにより、速度の変化に伴う脚の運動周期・スタンス長・ストライド長の変化の特徴は、エネルギー効率を最適にする歩行パターンの特徴とよく一致することがわかった。また、動物に負荷をかけた時の歩行パターンの変化も、エネルギー効率最適化の基準により、よく説明できることが明らかになった。以上の成果に関しては、現在論文発表の準備をすすめている。
・動物の歩行の運動指令は、周期的な自律発火を示す神経振動子により発生されていることが知られている。すなわち周期的な神経系の活動と、脚などの物理的な振り子が相互に引き込み合うことにより、物理系の固有振動数に近いエネルギー効率の良い運動を実現していると考えられる。このような物理系の特徴に応じた運動の学習・制御を神経振動子により行うための学習制御モデルの提案・検討を行ない、その成果は論文にまとめ発表を行った。

Research Products

• [Publications] J.Nishii: "Learning model for coupled neural oscillators"Network: Computation in Neural Systems. 10. 213-226 (1999)
• [Publications] J.Nishii: "A learning model of a periodic locomotor pattern by the central pattern generator"Adaptive Behavior. (in press). (2000)