2014 Fiscal Year Research-status Report
神経筋骨格系の動力学を考慮した身体運動の変動性の解析
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25330311
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| Research Institution | Okayama Prefectural University |
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Principal Investigator |
山崎 大河 岡山県立大学, 情報工学部, 准教授 (40364096)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | モーションプランニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は主に以下の研究を行った．
(1) 筋骨格系の運動に神経系の指令が与える影響を明らかにするため，新たに，骨格系の関節角度とその高次の（時間）微分を用いて，神経系から筋系への運動指令を推定する手法を開発した．従来の手法は３次以上の高次微分の情報を用いていないのに対して，本手法はこれを用いることで，運動指令の推定に対して，高い精度が得られる可能性を示した．
(2) 自転車でのペダリング運動を対象に，運動制御と運動のばらつきの関係を明らかにすることを目的に以下の解析を行った．セグメントトルクとペダル踏力の間の力の冗長性に着目した３タイプの Uncontrolled Manifold 解析（UCM解析）を行った．１つ目は，片足のペダル踏力の水平・鉛直方向成分，２つ目は，片足のペダル踏力のクランク接線方向成分，３つ目は，両足のペダル踏力のクランク接線方向成分の和，に関するばらつきをそれぞれ抑制するようにセグメントトルクが制御されるという仮説に基づく解析である．その結果，セグメントトルクは，ペダル踏力の水平方向成分よりも，接線方向成分のばらつきに影響を与えないように協調している傾向が見られた．また，両足の力の協調は，一部のクランク角度でのみ見られる可能性を示した．
(3) 通常の自転車とは異なる姿勢におけるペダリング運動の例として，足漕ぎ車いすでのペダリング運動の実験・解析の準備を行った．また，動力学的な拘束が強い運動の例として，椅子に対する起立運動や着座運動における実験・解析の準備を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の目的は，身体運動の変動性を，神経筋骨格系の動力学を考慮して理解することである．そのため，種々の身体運動における運動や力のばらつきの計測・解析，骨格系・筋系・神経系における制御方略まで含めた動力学のモデリング，そしてこれらを総合した解析を進めている．現時点で，個別の課題に対しては，順調な進展がみられるが，全体を総合した議論への発展の点で予定より遅れが見られる．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで行ってきた個別の成果の整理・発表，および神経筋骨格系の動力学と身体運動の変動性とをつなぐ議論への発展を急ぐ．
(1) これまでに開発してきた，神経系から筋骨格系に送られる運動指令の推定手法を，ペダリングやその他の運動に応用する．これにより，神経筋骨格系における様々な量のばらつきについて，総合的な解析・理解を目指す．
(2) ペダリング運動以外にも解析対象を広げ，身体運動の変動の背後にある運動制御のメカニズムについて，より一般的な原理を探る．
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| Causes of Carryover |
平成２６年度は，ペダリング運動の実験・解析の研究比率が高くなったことに伴い，実験機器の導入を先送りしたためである．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後，歩行や起立・着座運動の実験・解析へ向けてフォースプレートの導入を計画している．
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Research Products
(5 results)
