2019 Fiscal Year Annual Research Report
軟部組織の粘弾性特性を考慮した次世代筋骨格系シミュレーション基盤の構築
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16H03238
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
長野 明紀 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30392054)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗原 俊之 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 准教授 (10454076)
藤本 雅大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10732919)
大塚 光雄 立命館大学, スポーツ健康科学部, 助教 (20611312)
伊坂 忠夫 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30247811)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | モデリング / シミュレーション / 筋骨格系 / 動作解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
身体運動のメカニズムを理解するための手段として動力学シミュレーションの技術が頻繁に用いられる。本研究では衝撃力の作用する動作に対応可能な、軟部組織の貢献を考慮した筋骨格系シミュレーションの基盤を構築する事を目指し、2019年度は下記の成果を挙げた。
・ヒト全身の筋骨格系シミュレーションモデルを構築した。身体のリンク系の運動方程式を構築し、これに筋腱複合体のモデル及び地面反力のモデルを組み込んでシミュレーションモデルを作成した。シミュレーションモデルは4通り作成した。すなわち言語としてC言語を用いたものとMATLABを用いたもの、そして2次元のものと3次元のものである。これらは取り組む課題、計算に用いるコンピューター、シミュレーションしようとする動作の特性に応じて使い分ける事ができる。
・体幹部の自由度を必要十分に考慮した筋骨格系シミュレーションモデルを構築した。これまで、体幹部についてはどの様な手法で、どの程度の自由度でモデリングをするのが最適であるか、十分な定量的議論がされて来ていない。そのため a priori に幾つかのセグメントを用いて体幹部をモデリングしているケースが多々見られる。本研究ではこの問題に着目し、体幹部を最適にモデル化する方法論を考案した。体幹部を複数のリンクでモデル化し、そのリンク数を変更した際のモデル化誤差を評価した。赤池の情報量基準（AIC）に基づいて体幹部を最適に表現するモデルを選択することとした。この成果は既に国際誌に掲載されている。
・多様なスポーツ動作の動作解析及びシミュレーション研究を行った。対象とする動作は走行動作、投球動作、跳躍動作である。実験データの解析から得られる知見とシミュレーション結果から得られる知見を統合して考察を深めた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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