2015 Fiscal Year Annual Research Report
筋シナジー解析に基づくヒト随意運動の多様性と巧みさに関する研究
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24360096
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平井 宏明 大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (60388147)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 文夫 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20133142)
植村 充典 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00512443)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 運動制御 / 運動学習 / 人間機械システム / リハビリテーション / コーチング / ロボティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ヒト随意運動において中枢神経系が選択する運動解を身体協応（シナジー）の観点から解析することで、冗長筋骨格系におけるヒトの運動制御の解明を試みるものである。ここでは、シナジーの概念が持つ2つの機能（① パターン共有機能 [多数の構成要素を協調させてパターンを共有する機能]、② 誤差補償機能 [構成要素の相補的な補償効果により全体を安定化する機能]）に着目し、個別にアプローチを行う。最終年度となる2015年は、上記アプローチに則してこれまでの研究課題をまとめるとともに、各アプローチを超えて互いの成果を繋ぐことで、筋シナジーに基づく冗長筋骨格系の運動制御の体系化を図った。また、提案手法の有用性を示す例として、次の2つの応用を試みた。
1. シナジー制御に基づくヒト運動技能の筋骨格ロボットへの移植
健常者の随意運動時（ペダリング運動）の筋活動からシナジーを抽出し、ヒトを模擬した筋骨格ロボットへ実装することで、ヒトと同様な滑らかな運動の再現に成功した。
2. シナジー診断に基づく運動学習支援システムの構築
脳卒中患者の随意運動時（リーチング運動）の筋活動からシナジーを抽出し、その診断結果に基づき、運動改善へ向けたロボット介入を行う運動学習支援システムを開発した。本システムでは、筋シナジーと密接な関係を持つ手先剛性や平衡点軌道もディスプレイ表示され、患者の視覚フィードバックも利用した運動訓練が可能である。
これらの成果は、学術論文誌(2件)、学会発表(10件)、書籍(1件)としてまとめられている。また、関連技術について米国特許(1件)を取得した。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] ヒトの走行運動のエネルギー解析2015
Author(s)
亀田 誠二, 松岡 慎也, 富永 健太, 植村 充典, 平井 宏明, 宮崎 文夫
Organizer
第33回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2015)
Place of Presentation
東京電機大学(東京都足立区)
Year and Date
2015-09-03 – 2015-09-05
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