2015 Fiscal Year Research-status Report
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15KT0015
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
青井 伸也 京都大学, 工学研究科, 講師 (60432366)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳原 大 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (90252725)
中陦 克己 近畿大学, 医学部, 講師 (60270485)
舩戸 徹郎 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (40512869)
荻原 直道 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70324605)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | シナジー / リズム / 歩行 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は，ヒトやサル，ラットの歩行計測を行い，計測データの解析から，それぞれの歩行運動に内在する低次元シナジー構造の解明を目指した．特に，トレッドミル上での様々な速度におけるヒトの歩行と走行を計測し，これまでに確立した特異値分解に基づく低次元構造の抽出とその時空間パターンの分解手法を用いて，運動学シナジーの低次元構造を解析し，それぞれの歩容に共通もしくは特異な性質を調べた．具体的には，8名の健常者を対象に，体幹，左右の大腿，下腿，足の7つの運動を計測し，1周期ずつの運動学データに正規化して特異値分解を施した．その結果，歩行や走行によらず，どの速度でも第3モードまでで累積寄与率が95%を超え，それぞれ3つのモードで運動が構成されていることが示唆された．更に速度変化に対しては，特異値は有意な変化を示したが，時間･空間パターンには有意な変化は見られなかった．また，歩行と走行の共通性と特異性を確認するために空間，時間パターンの相関を調べた結果，時間･空間パターン共に歩行と走行の同じモード同士の相関が高いことがわかった．すなわち，速度変化や歩容に応じて，時間･空間パターンは変えず，それぞれのモードの比率を調整することで運動が形成されていることが示唆された．この研究成果は，IEEE International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2015)において口頭発表を行った．
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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
交付申請書に記載した平成２７年度の研究実施計画のように，ヒトや動物の様々な歩行における低次元シナジー構造を解析し，その特徴が明らかになりつつあるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度は，交付申請書に記載したように，ヒトや動物の歩行計測と解析による低次元構造の解明に引き続き取り組むだけでなく，リズムダイナミクスのモデル化や神経筋骨格系のモデル化による動力学解析を行い，神経・筋・骨格系に内在する低次元構造の間の力学的法則性を明らかにしていく．
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| Causes of Carryover |
研究参加者の間で打ち合わせのための旅費を確保していたが，別の研究プロジェクトに係る打ち合わせなどを利用してその前後に別に時間を取ることで対応したり，状況に応じてテレビ会議システムなどを利用することで，その一部を削減することができたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度の経費繰り越し分を用いて，研究者間でデータを共有し，解析するためのツールなどを整備し，また国内・国際会議における発表や，研究成果をまとめて論文として発表するための英文校正費や論文投稿料，オープンアクセス費などに用いていく．
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[Presentation] ヒト歩行のシンプルモデルのダイナミクス2015
Author(s)
大林一平, 森田英俊, 青井伸也, 舩戸徹郎, 冨田望, 土屋和雄, 國府寛司
Organizer
JST CREST-さきがけシンポジウム2015 22世紀創造のための数学
Place of Presentation
広島大学東広島キャンパス 学士会館
Year and Date
2015-09-28 – 2015-09-30
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