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2012 Fiscal Year Annual Research Report

関節間協調に着目した歩行のコツの発見

Research Project

Project/Area Number 22500526
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

西井 淳  山口大学, 理工学研究科, 教授 (00242040)

Project Period (FY) 2010-10-20 – 2013-03-31
Keywords二足歩行 / 関節間シナジー / 受動歩行 / UCM解析
Research Abstract

ヒトの歩行中の関節軌道に着目すると一歩毎にばらつきがあるが,たとえば足先を振り出すときに躓きが起きやすい瞬間など,転倒防止に重要と思われる瞬間においては,各関節軌道のばらつきが相殺しあって足先位置のばらつきは抑えられていることを申請者はこれまでの研究で示してきた。
本年度は前年度までに引き続き,成人、子どもの二足歩行の運動計測データに対してUCM解析を行い 、上記のような関節間シナジーが歩行中のどの様なタイミングにどのように活用されているかを調べた。その結果は,小学1年生の児童では成人に比べて歩行周期全体にわたって弱い関節間シナジーが働くが,成長とともに関節間シナジーの時間変化に強いコントラストが生じていくことを示唆するものであった。この点の一般性についてはより多くの被験者に対する解析を行うことで今後継続的に検証していく予定である。
また、関節間シナジーが神経系の働きによる結果か、もしくは筋骨格系の力学的構造に生み出されるものかを調べるために、受動歩行ロボットの関節間シナジーを計算機シミュレーションによって解析した。その結果,脚を振り出す時の躓きが起きやすい瞬間などにおいては,よく設計された受動歩行機でもヒトと同様に関節間シナジーが生じていることがわかった。このことは,ヒトの脚の機構系が歩行に適した物理構造になっていることを示唆する点で興味深い。一方で,ヒトには観察されても受動歩行ロボットでは観察されない関節間シナジーの存在も確認した。このような関節間シナジーは神経系の支配による可能性が高いが,受動歩行ロボットの身体パラメータが異なる場合にも同様な結果が得られるかについての検討も継続的に行っている。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Hierarchical control by a higher center and the rhythm generator contributes to realize adaptive locomotion2013

    • Author(s)
      T. Hioki
    • Journal Title

      Adaptive Behavior

      Volume: 21 Pages: 86-95

    • DOI

      doi:10.1177/1059712312471402

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 冗長性を活用した低次元フィードバック制御モデル2013

    • Author(s)
      濱村 徹
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: 112(480) Pages: 167-172

  • [Journal Article] 生体の運動スキル「自由度問題」と「身体性知能」2013

    • Author(s)
      西井 淳
    • Journal Title

      物質構造解析研究会第五回討論会概要集

      Volume: 1 Pages: 5-6

  • [Journal Article] Constraint and exploitation of redundant degrees of freedom during walking2012

    • Author(s)
      J. Nishii, Y. Hashizume, S. Kaichida, H. Suenaga, Y. Tanaka
    • Journal Title

      Robotics and Autonomous Systems

      Volume: Vol. 60 Pages: 679-684

    • DOI

      DOI:10.1016/j.robot.2011.12.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Leg Joint Synergy Emerged from the Body Dynamics During Walking2012

    • Author(s)
      S. Toyota
    • Journal Title

      Proc of Int. Conf. on IEEE Systems, Man and Cybernetics

      Volume: 1 Pages: 484-489

    • DOI

      10.1109/ICSMC.2012.6377771

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 身体の力学的特性による歩行時の脚関節間シナジー2012

    • Author(s)
      豊田 誠治
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: 112(168) Pages: 109-114

  • [Presentation] 冗長性を活用した低次元フィードバック制御モデル2013

    • Author(s)
      濱村 徹
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      玉川大学 (東京都)
    • Year and Date
      20130313-20130315
  • [Presentation] Leg Joint Synergy Emerged from the Body Dynamics During Walking2012

    • Author(s)
      S. Toyota
    • Organizer
      Int. Conf. on IEEE Systems, Man and Cybernetics
    • Place of Presentation
      ソウル (韓国)
    • Year and Date
      20121014-20121018
  • [Presentation] 身体の力学的特性による歩行時の脚関節間シナジー2012

    • Author(s)
      豊田 誠治
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      立命館大学 (草津市)
    • Year and Date
      20120730-20120731
  • [Presentation] 子どもと成人の歩行中の関節間協調の比較2012

    • Author(s)
      垣内田 翔子
    • Organizer
      第6回 Motor Control研究会
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター (岡崎市)
    • Year and Date
      20120621-20120623
  • [Presentation] 身体の力学的特性による歩行時の脚関節間シナジー2012

    • Author(s)
      豊田 誠治
    • Organizer
      第6回 Motor Control研究会
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター (岡崎市)
    • Year and Date
      20120621-20120623
  • [Presentation] 生体の運動スキル「自由度問題」と「身体性知能」

    • Author(s)
      西井 淳
    • Organizer
      物質構造解析研究会第五回討論会
    • Place of Presentation
      山口大学 (山口市)
    • Invited
  • [Presentation] UCM解析で探る歩行のコツ

    • Author(s)
      西井 淳
    • Organizer
      電子情報通信学会身体性情報学研究会
    • Place of Presentation
      山口大学 (山口市)
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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