2005 Fiscal Year Annual Research Report
跳躍時の足関節伸展における腓腹筋とヒラメ筋機能の物理モデルによる解析
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16500399
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
鳥海 清司 富山大学, 人間発達科学部, 助教授 (60227676)
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| Keywords | 腓腹筋 / ヒラメ筋 / 二関節筋 / 足関節 / 跳躍運動 |
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| Research Abstract |
本研究では,跳躍運動における足関節の足底屈動作に着目し,足関節足底屈動作にかかわる二関節筋である腓腹筋と一関節筋であるヒラメ筋の役割について検討しようとするものである.そのために,筋の特性および身体の構造をも任意に変化させられる物理モデルを用いて,腓腹筋とヒラメ筋の足関節足底屈にかかわる運動制御の役割を検討する2年目である.
まず,跳躍する物理モデルを作成するため,アクチュエータの検討を行った.対象としたアクチュエータはバイオメタルであった.バイオメタルは金属系人工筋肉とも呼ばれ,ヒトの筋の運動挙動と同様に直動のアクチュエータとなる.その出力と制御性を検討したが,モデルを跳躍させるほどの出力を得ることができなかった.
そこで,アクチュエータとして引張りばねに弾性エネルギを蓄え開放したときの出力を用いた.膝関節伸展アクチュエータには引張りばね,足関節底屈アクチュエータは引張りばねを装備するものと一切装備のないもの2パターンを用意した.また,二関節筋である腓腹筋機能として膝関節と足関節に同時作用するワイヤ装備したものと腓腹筋を装備しない2パターンを用意した.これらの組み合わせにより(1)膝関節伸展アクチュエータのみ,(2)膝関節伸展アクチュエータと足関節底屈アクチュエータ,(3)膝関節伸展アクチュエータと腓腹筋,(4)膝関節伸展と足関節伸展アクチュエータおよび腓腹筋の全部で4パターンの物理モデルを準備した.このうち,膝関節のアクチュエータのみのモデルは,足関節がフリーの状態では床への力の伝達ができないため,足関節を固定して用いた.その結果,跳躍の高さは,(3)>(4)>(2)≒(1)であった.また,空中での回転運動は(1)>(2)>(4)≒(3)であった,これことは,跳躍運動においてヒラメ筋は跳躍の高さおよび空中での安定姿勢に貢献せず,その機能を担っているのは腓腹筋であること示した.
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