2019 Fiscal Year Research-status Report
予測型体性感覚と感覚統合に基づく人の動的バランス能力の評価指標策定とその検証
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19K04315
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
横田 祥 東洋大学, 理工学部, 准教授 (40434386)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 感覚行動システム / バランス / パーソナルモビリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人のバランス能力は，姿勢変化の予測と，3つの感覚情報（視覚、体性感覚、前庭感覚）に基づいている．このバランス能力を測るために立乗り型PM（Personal Mobility）を利用する．本研究の目的は，移動するPMの外力に伴う姿勢制御と姿勢の揺れが生じるという他動的移動運動という条件の下，外力の予測と感覚情報の統合モデルを明らかにし，これを用いて動的バランス能力の定量的指標を見出すことにある．
この目的を達成するために，本年度は，次の事項に取り組んだ．①研究のベースとなるPMの設計と改良．②PMを用いたバランス維持能力のモデル化と検証．
まず，①の研究のベースとなるPMを整備した．具体的には，メカナムホイールを用いて低床で全方向移動可能なPMを設計した．これにより，任意の方向へ姿勢を変えずに他動運動をユーザに提示することが可能となる．また，ユーザの姿勢をPMのみで非拘束，非接触で計測できるようにするために，PMの搭乗面にロードセルを複数配置し，ユーザの重心位置を計測した．その上で，重心位置と身体姿勢の関連性を実験的に調べ，おおよそ，身体姿勢と床面の重心位置に比例関係があることが分かった．
②の他動運動時のバランス維持能力のモデル化のために，まず，PMの前後方向の運動を取り上げた．そして，PMと人を倒立振子に見立てた上で，バランス能力として，人の足首に能動トルクと受動トルクを付加したモデルを立てた．ここで，受動的トルクは筋や関節組織の機械的粘弾性によるものである．また，能動的トルクは神経系の運動指令による筋の能動的収縮によって生成されるトルクである．このモデルを用いて，実際にPMの前後方向の他動運動を行い，人のバランス能力のモデル化の妥当性を評価した．その結果，提案したモデルが他動運動時の人のバランス能力の一部を表していることが確認できた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初は，他動運動時の姿勢の位相平面での表現を行う予定であったが，ここに遅れが生じている．その原因は，PM乗車時の姿勢を，一貫性をもって計測することができない点にある．PM乗車時は計測データにノイズが多く混入することが原因と見込んでおり，問題解決のための計測法とデータ処理に時間を要しているためである．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，まずは，確実にPM乗車時の身体運動を計測できるようにする．そのために，計測システムの再検討，データ処理方法の見直し，データの可視化の再検討などを行う．その後，2020年度の実施計画に取り組む予定である．
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| Causes of Carryover |
モーションキャプチャシステム，筋電位測定システムの双方で，支払請求時よりも購入額が低く抑えられたことと，2019年秋の台風19号の影響により予定していた海外出張を中止したことにより，次年度使用額が生じた．
次年度では，論文投稿費用，学会発表のための旅費，被験者の謝金に充当する予定である．
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