2014 Fiscal Year Research-status Report
四肢協調作業時の筋運動感覚特性の解明と操縦インタフェース制御技術の開発
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25330321
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
田中 良幸 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (40336920)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 筋運動感覚特性 / 筋運動インピーダンス特性 / 多肢協調制御 / 自動車操縦シミュレータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に構築した電子制御型自動車操縦シミュレータを用いて，昨年度に実施した①ペダル操作における筋運動感覚特性の追加測定に加えて，②ステアリング操舵における筋運動感覚特性の測定を行った．
①では，下肢姿勢を大きく変えて知覚特性を測定するとともに，ペダル操作に大きく寄与すると考えられる下肢筋群（腓腹筋，半膜様筋，短趾屈筋）の筋電位活動を計測した．また，下肢力学モデルによる関節トルクの解析を行い，反力知覚特性と筋活動の線形性と非線形性を解析した．その結果，短趾屈筋は膝関節角度によらずペダル踏込み角度（足首関節角度）とペダル反力が大きくなるほど筋活動量が大きくなり，腓腹筋は膝関節角度が小さい（90 deg.）時において大きくなることを確認した。
②では，運転姿勢を大きく変化させてもステアリング操舵時の反力知覚量は刺激強度の対数に比例するという Fechner の法則に概ねしたがうこと確認する一方で，アクティブ操舵とパッシブ操舵では反力知覚特性に違いが生じることを示した．そして，片足によるペダル操作と両腕によるステアリング操作で同一の反力負荷を提示した場合，知覚量の際は物理量で 30 \% 前後の違いが生じることを定量的に示した．また一方で，筋運動インピーダンス特性を測定するための地具を完成させ，本測定の準備に取り掛かった．
なお，基本アイデアと基礎資料は既にあることから，ビジュアル的な問題を除き，ソフトウェア解析ツールはオープンソース（ODE, OpenSIM等）を用いて短期間で作成できる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度に発生した進捗の遅れはほぼ補えたが，筋運動インピーダンス特性の本測定まで達成していないことから十分とは言い難い．報告今現在にて，本測定に向けた準備に取り掛かっている最中であるが，計画した目標は達成できると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は，完成装置を用いて筋運動感覚特性と筋運動特性の同時測定とデータ収集を行う．その一方で，四肢協調作業における筋感覚・運動特性と相互関係を表すための，筋骨格系を含む数理モデルを改良・整備し，筋感覚特性を組み込んだ操縦インタフェース制御系の考案と有用性を示すための検証実験を行う．
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