Modeling of human dynamic balance ability based on predictive somatosensory and sensory integration

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04315
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: Toyo University
• Principal Investigator: Yokota Sho 東洋大学, 理工学部, 准教授 (40434386)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 感覚行動システム / バランス / パーソナルモビリティ

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to find a quantitative index of dynamic balance ability under the condition of riding a mobile platform, that is, postural control and postural sway caused by external forces on a moving Personal Mobility (PM).
The results obtained are as follows. There is a proportional relationship between the center of gravity and body inclination on the floor in the standing posture. Dynamic balance ability can also be expressed using center-of-gravity sway. The model of human balance control in the dynamic motion should be a model that incorporates differential-precedence-type PD control at the ankle.

Free Research Field

知能ロボティクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バランス能力のモデル化について、これまでの多くの研究が、静的な立位姿勢維持や安定歩行運動を対象としている。一方、日常生活では移動体（電車、車など）乗車時に、他動的な力（外力ともみなせる）が働き、これに対抗してのバランスを発揮する場面が多々ある。このような他動的ケースでのバランス能力がどのように表されるのか、またその測定法を考察した例はみない。
この課題に対し、本研究は、開発したパーソナルモビリティに搭乗し身体傾斜で操作する場面を取り上げ、動的なバランスモデルを見出した。このモデルは、人々の安全な移動を実現するモビリティの開発に寄与するものと考える。