2009 Fiscal Year Annual Research Report
基底核―脳幹―脊髄系神経回路網と身体筋骨格構造の力学的秩序形成による歩行運動生成
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17075008
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
荻原 直道 Keio University, 理工学部, 専任講師 (70324605)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土屋 和雄 同志社大学, 理工学部, 教授 (70227429)
中務 真人 京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (00227828)
杉本 靖博 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70402972)
青井 伸也 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60432366)
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| Keywords | 移動知 / 解剖学 / 生体力学 / 歩行神経制御系 / 知能ロボティクス |
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| Research Abstract |
本年も、ニホンザルとヒトに見られる適応的歩行の運動学的・生体力学的分析と、身体筋骨格系・神経系・環境系の動的な相互作用により発現する歩行運動の順動力学シミュレーションの研究を推し進めた。ニホンザルの運動計測については、二足歩行中の後肢各関節の3次元角度変化とその速度変化を明らかにするとともに、歩行速度に増大に伴い倒立振子メカニズムの活用による二足歩行の効率化は限定的になることを明らかにした。また、ニホンザルの四足歩行中の床反力波形を分析し、霊長類が採用している対角歩行パターンは、移動効率は相対的に悪いものの、身体鉛直軸まわりに作用するモーメントを低減させる効果があることを示唆した。一方、2次元筋骨格モデルによるニホンザルの二足歩行シミュレーションを行いその二足歩行のメカニズムを考察した研究と、脊髄が生成するリズミックなフィードフォワード的運動指令と姿勢制御などのフィードバック系が協調的に動作することによって適応的歩行を生成する神経回路モデルに基づくヒトの二足歩行シミュレーションを行った研究については、研究成果を詳細にまとめ発表した。さらに、ヒトは二足歩行中の環境変動に対して何を調整しているのかを実験的に明らかにするために、ヒトの二足歩行中の関節角度変化の主成分分析を行った。その結果、歩行速度の変化と路面の斜度の変化に対しても主成分は変化しない、つまりヒトは歩行中の環境変化に対してある特定のキネマティックなパラメータのみを変化させていることを示唆する結果を得た。また、本班の研究成果の一部をまとめた教科書(シリーズ移動知第2巻)を執筆し、出版した。
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[Journal Article] Development of an Anatomically Based Whole-Body Musculoskeletal Model of the Japanese Macaque (Macaca fuscata)2009
Author(s)
Ogihara, N., Makishima, H., Aoi, S., Sugimoto, Y., Tsuchiya, K., Nakatsukasa, M.
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Journal Title
American Journal of Physical Anthropology 139
Pages: 323-338
Peer Reviewed
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