2018 Fiscal Year Annual Research Report
Estimation of joint torque considering clothing and application to evaluation of movability of clothing
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16K00783
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
堀場 洋輔 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (00345761)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 衣服 / 動作快適性 / シミュレーション / 筋活動 / 筋骨格シミュレーション / 関節トルク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では動作中の筋活動を反映した指標である関節トルクにより衣服の動作快適性を定量化することを目的とし，これまでに，(1)着衣の変形計測と筋骨格シミュレーションによる関節トルクの推定，(2)着衣実験による関節トルクの推定および感性評価，(3)着衣からの人体に加わる力のシミュレーションによる推定を実施した．
30年度においては，上記(3)の結果を用い，着衣から人体に加わる力を外力とする筋骨格シミュレーションを実施し，動作中の関節トルクを指標として動作に対する着衣の影響を定量化することを試みた．具体的な手順は次の通りである．伸縮性の異なるサポータを腕に着用し，肘の屈曲動作を行ない，動作計測を実施した．また，動作中にサポータから腕に加わる力について，構造解析シミュレーションにより推定した．以上の動作データと衣服から人体に加わる力を筋骨格シミュレータに入力し，動作中の肘の関節トルクや筋活動度を出力した．
解析の結果，サポータを着用した際には，未着用の場合に比べ，関節トルクでは最大で約30%，筋活動では最大で約3%増加することが確認された．一方，サポータの伸縮性の違いについては，伸縮性が低いほど動作に対する負荷となり，動作中の関節トルクや筋活動度が増加すると予想していたが，解析の結果は殆ど違いが見られなかった．これについては，着衣から人体に加わる力の推定精度などが十分でなかったことが原因として考えられるため，今後の課題として挙げられる．
研究期間全体を通しての成果としては，(1)着衣の動作快適性の指標として動作中の関節トルクが有効であること，(2)着衣の変形計測（または構造解析シミュレーション）と筋骨格シミュレーションにより動作中の関節トルクや筋活動度を推定する方法を構築したことである．これらの成果は生体力学的観点から着衣の動作快適性を評価できることに加え，被服設計への応用等が期待される．
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