2014 Fiscal Year Research-status Report
分散重み付き皮膚変形モデルを応用した関節・筋モーメントアームの非線形モデル
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25730156
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
村井 昭彦 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (90637274)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 筋骨格モデリング / ヒトの運動・動力学計算 / 生理学的データ検証 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)ボリューム筋モデルの変形：キャラクタアニメーションにおいてリアルな皮膚変形を実現するために用いられるPSD法を実装し，実際に計測した運動中の筋の変形を確認した．また，ARAP法等その他の変形手法を試し，今後最終システムで用いる変形手法を決定する．
2)ワイヤ筋モデルを用いた筋張力推定とその検証：歩行運動を計測し，従来のワイヤ筋モデルを用いて筋張力の推定を行った．また同時に同期を取った歩行に関わる主要な筋の筋電位を計測し，Hill-typeの筋モデルを用いて筋張力を計算し，両者間の比較を行った．外側広筋や腓腹筋，ヒラメ筋では10%程度の誤差で推定できるが，大腿二頭筋等では数100%の誤差が生じることを確認している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ボリューム筋モデルの構築及び変形については，変形のアルゴリズムについて交付申請書に記載した手法の実装及びその他複数の手法を実装し，実際に計測した運動データを用いて運動中の筋の変形を確認した．経由点についても同じ手法で移動を計算し，動力学計算へ反映させる(平成27年度実施予定)．また筋張力推定結果の検証について，従来のワイヤ筋モデルにおいて生理学的データを用いた検証を行い，検証が可能であることを確認した．ボリューム筋モデルについても同じ枠組みで検証を行う(平成27年度実施予定)．
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| Strategy for Future Research Activity |
ボリューム筋モデルの変形アルゴリズムを決定し，ボリューム筋モデルの変形及び経由点の移動を実際の計測データを用いて検証する．その際に，現在モデル化されていない筋以外の要素の影響が大きいことを26年度の生理学的データを用いた検証において確認している．そのような要素の計測及びモデル化を，従来の光学式モーションキャプチャ，筋電計，フォースプレーを用いた計測に加えて力センサを用いることで実現する．また，作成したボリューム筋モデルはクレイモデルをベースにしているために細部に変形の異常が見られる．今後NURBS曲面等を用いることでモデルの形状の改善を行う．
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| Causes of Carryover |
現在モデル化されていない要素の影響が大きいことが確認され，購入を予定していた外力計測デバイスでは計測範囲及び精度が十分ではないことが確認されたため，他のデバイスor手法を検討するため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
直接的な計測方法に変更し，6軸の外力計測を検討，購入することで，現在モデル化されていない要素のモデル化及び同定を行い，より精度の高いモデル・解析システムの構築を行う．
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