2022 Fiscal Year Annual Research Report
Cooperation between anatomy trains and the skeletal system in the impedance control
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20K04388
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
横川 隆一 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (70220548)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 指先／手先剛性 / 筋腱駆動系 / 指／腕の筋腱骨格モデル / インピーダンス制御 / 指腹つまみ / ハンドル操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、人がどのように手先を動作させ器用に作業しているのかを調べることであった。そのために、手や腕の姿勢（3次元運動計測）とそれらを駆動する筋・腱・筋膜経路のはたらき（手先・指先の操作力計測）を調べた。対象とする作業は、コンピュータの画面上に表示された目標マーカーの動きに、手・指あるいは手・腕で操作するマーカー（操作マーカー）を一致させる作業であった。（１）人差し指と親指の指先でダイヤルインターフェースを回転させて操作マーカーを動作させる実験と(２）自動車のハンドルを両腕で回転させて、操作マーカーを動作させる実験を被験者の協力を得て行った。（１）および（２）の計測では、ロボットのインピーダンス制御技術、3次元運動計測技術および表面筋電位計測技術を適用した。（１）では、操作する回転方向によって人差し指と親指の役割が変化することがわかった。（２）では、ハンドル操作の精度を高めるために、無意識に対応しているが、特定の関節（手首関節の背屈（伸展）・掌屈（屈曲）、前腕の回内・回外、および肩関節の屈曲・伸展）を主として動作させることがわかった。環境（ハンドル）と接触し、環境（ハンドル）の動作を意識的に制御するときには、上肢の各部の動作の連携だけでなく、目的動作に関係しない方向へ力を加えることで、環境を利用して、目的動作を効率的に達成していることがわかった。アナトミートレインによる上肢各部の連携した運動だけでなく、環境との連携も含めた動作を、人は無意識に学習していることが示された。人の動作は、環境からの応答を巧みに利用している可能性が高い。
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