| 研究課題/領域番号 |
13J00304
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 研究分野 |
スポーツ科学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
田辺 弘子 京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2015年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | バイオメカニクス / 立位制御 / PD制御 / 倒立振子モデル / シミュレーション / 間欠制御 / ロバスト性 / 表面筋電図 / 最適化制御 / 位相変化 / コーディネーション / 美的動作 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の大きな目的「バレエダンサーのバランス制御の解明」に沿って、当該年度は以下の３つの研究を行った。
1. つま先立位を倒立四重振子としてモデル化し、各関節の制御則・関節粘弾性係数をパラメータとしてシミュレーションを行った。統計結果から、シミュレーションによるモデルの振る舞いは実際のヒトのつま先立位時の身体動揺と類似する傾向にあった。モデルは股関節に対して必ず間欠制御を与えないと安定化しなかったことから、ヒトの立位安定化・ロバスト化には間欠制御が鍵となる可能性が明らかとなった。間欠制御は受動的なダイナミクスを巧みに利用して身体を安定化させる策略であることから、立位の安定化には環境と身体の相互作用が重要であることが示された。
2. 静止立位持の筋活動データから間欠的な要素のみを抽出することで、実験的に間欠制御メカニズムを解明する検討を行った。間欠的成分のみを抽出したことで、非周期・非定常な立位動作において身体動揺ー筋活動ートルク出力の直接的関係性を実験的に視覚化することに成功した。立位時の各筋は、解剖学的作用方向と逆位置に身体が位置する時に活動が大きくなり、それによって解剖学的作用方向に沿ったトルクが出力されていることが明らかとなった。
3. 実際の筋活動から抽出した間欠的なON/OFF期間と、シミュレーションによる間欠的ON/OFF期間でのダイナミクスを比較検討した。実測およびシミュレーションいずれにおいても、状態点は受動的ダイナミクスに対して順行と逆行を繰り返すという同様の結果であった。しかし、シミュレーション上は受動的ダイナミクスを利用して平衡点に移動する様子が観察されたのに対し、実測では角度軸を中心に状態点が振動するという、実測とシミュレーションの違いも観察された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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