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2010 Fiscal Year Annual Research Report

バーチャルリアリティを用いた姿勢制御及び歩行能力評価システムの構築

Research Project

Project/Area Number 21700581
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

長野 明紀  神戸大学, システム情報学研究科, 准教授 (30392054)

Keywordsバイオメカニクス / 運動制御 / 姿勢動揺 / バイオフィードバック / 3次元立体視
Research Abstract

本研究の目的は、バーチャルリアリティ(VR)の技術を用いてヒトの姿勢制御と歩行の能力を評価するシステムを構築する事である。また、構築したシステムを用いて多様な被験者集団からデータ取得を行い、様々な脳神経系の状態を鋭敏に評価して、潜在するリスク要因を明らかにする事も目指す。本年度は特に(1)VRの環境構築、(2)インテリジェント・トレッドミルを用いた歩行システム構築、(3)コンピュータシミュレーションを用いたヒト身体運動の解析、の三つの領域で大きな成果を挙げた。(1):バーチャルな市街地の環境を構築し、その中で使用者が前後左右に自在に動ける様にした。この市街地は3次元のポリゴンを用いて構築したもので、5面からなる没入型立体視のシステムを用いると、あたかもその市街地に入り込んだかのような状況を作れる。現実感を高めるために認知心理学的な知見を大幅に取り入れた。(2):6成分力のセンサを有するトレッドミルを用いて、使用者の意図を検出し、それに応じてベルト速度を適応的に制御するシステムを構築した。具体的にはトレッドミル上で歩行する際に床反力を計測し、足部が蹴り出す力が大きい際にはベルトを加速し、力が小さい際にはベルトを減速する。これによって使用者はあたかも平地を自由に歩行するような感覚でトレッドミル上を歩行出来る。(3):高自由度・高精細なヒト筋骨格系のモデルを用い、特に下肢運動の際の筋・腱複合体の力学的挙動を解析した。これによって、従来の実験的な手法では不可能であった力学的評価が可能となる。跳躍運動や、跳躍に類する爆発的な運動を取り扱った。身体運動時に筋骨格系に作用するストレスを詳細評価した。今後はこれらの成果を相互に強く結びつける事を重要課題の一つとし、より一層精力的に研究を推進する予定である。

  • Research Products

    (19 results)

All 2011 2010

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] The effect of bilateral asymmetry of muscle strength on the jumping height of squat jump : a computer simulation study.2011

    • Author(s)
      Yoshioka, S., Nagano, A., Hay, D.C., Fukashiro, S.
    • Journal Title

      Journal of Sports Sciences

      Volume: 29(未定(受理済))

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] バーチャルリアリティ技術を用いた高次脳機能評価システムの開発-健常者での検討-2011

    • Author(s)
      酒井弘美, 長野明紀, 羅志偉, 関啓子
    • Journal Title

      神戸大学医学部保健学科紀要

      Volume: (未定(受理済))

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effect of the bilateral asymmetry of muscle strength on the jumping height of the counter movement jump.2010

    • Author(s)
      Yoshioka, S., Nagano, A., Hay, D.C., Fukashiro, S.
    • Journal Title

      Journal of Sports Sciences

      Volume: 28 Pages: 209-218

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interaction between elastic energy utilization and active state development within the work enhancing mechanism during countermovement.2010

    • Author(s)
      Arakawa, H., Nagano, A., Yoshioka, S., Fukashiro, S.
    • Journal Title

      Journal of Electromyography and Kinesiology

      Volume: 20 Pages: 340-347

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adaptive attitude control for redundant time-varying complex model of human body in the nursing activity.2010

    • Author(s)
      Dong, H., Luo, Z., Nagano, A.
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 22 Pages: 418-429

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel information matrix sparsification approach for practical implementation of SLAM.2010

    • Author(s)
      Dong, H., Luo, Z., Chen, W., Nagano, A.
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 24 Pages: 819-838

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 筋骨格系バイオメカニクスの動力学シミュレーション2010

    • Author(s)
      長野明紀, 吉岡伸輔
    • Journal Title

      システム/制御/情報

      Volume: 54 Pages: 392-394

  • [Journal Article] Application of biomechanical simulation in nursing activity-towards a new adaptive strategy of lifting up human body.2010

    • Author(s)
      Dong, H., Luo, Z., Nagano, A.
    • Journal Title

      バイオメカニクス研究

      Volume: 14 Pages: 52-60

  • [Presentation] 足関節動作の制限が垂直跳びの力学的出力に及ぼす影響2011

    • Author(s)
      荒川裕志, 長野明紀, 金久博昭
    • Organizer
      第21回日本バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      国士舘大学(東京)
    • Year and Date
      2011-08-30
  • [Presentation] Development of a 3D interactive virtual market system with adaptive treadmill control.2010

    • Author(s)
      Dong, K., Nagano, A., Luo, Z.
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • Place of Presentation
      台北、(台湾)
    • Year and Date
      2010-10-19
  • [Presentation] バーチャルリアリティ技術を用いた高次脳機能評価システムの開発-第2報2010

    • Author(s)
      岡橋さやか, 押海龍生, 酒井弘美, 出水朋子, 遠藤裕美, 小嶌麻木, 澤真澄, 永井伸一, 長野明紀, 羅志偉, 種村留美, 関啓子
    • Organizer
      第34回日本神経心理学会総会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)
    • Year and Date
      2010-09-09
  • [Presentation] Derivation of stability conditions of passive dynamic walking.2010

    • Author(s)
      Honjo, T., Nagano, A., Luo, Z.
    • Organizer
      13th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Suppor Technologies for Mobile Machines
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知)
    • Year and Date
      2010-09-01
  • [Presentation] Adaptive treadmill control by human will.2010

    • Author(s)
      Dong, H., Luo, Z., Nagano, A.
    • Organizer
      13th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知)
    • Year and Date
      2010-08-31
  • [Presentation] 姿勢動揺方向の解析を用いた聴覚フィードバック効果の評価2010

    • Author(s)
      長野明紀, 則武悠人, 羅志偉
    • Organizer
      第21回日本バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      国士舘大学(東京)
    • Year and Date
      2010-08-30
  • [Presentation] コンピュータシミュレーションの基礎理論2010

    • Author(s)
      長野明紀
    • Organizer
      第21回日本バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      国士舘大学(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-08-29
  • [Presentation] Passive control of a dual-arm cooperative robot.2010

    • Author(s)
      Kido, K., Luo, Z., Nagano, A.
    • Organizer
      The SICE Annual Conference 2010
    • Place of Presentation
      台北、(台湾)
    • Year and Date
      2010-08-19
  • [Presentation] The minimum required muscle force for a sit-to-stand task.2010

    • Author(s)
      Yoshioka, S., Nagano, A., Hay, D.C., Fukashiro, S.
    • Organizer
      6th World Congress of Biomechanics
    • Place of Presentation
      (シンガポール)Suntec Convention Center
    • Year and Date
      2010-08-04
  • [Presentation] A new method of posturography processing : directional change analysis.2010

    • Author(s)
      Nagano, A., Noritake, H., Luo, Z.
    • Organizer
      6th World Congress on Biomechanics
    • Place of Presentation
      シンガポール,Suntec Convention Center
    • Year and Date
      2010-08-02
  • [Presentation] Reduced model adaptive force control for carrying human beings with uncertain body dynamics in nursing care.2010

    • Author(s)
      Dong, H., Luo, Z., Nagano, A.
    • Organizer
      2010 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • Place of Presentation
      モントリオール、(カナダ)
    • Year and Date
      2010-07-07

URL: 

Published: 2012-07-19  

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