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協調を仮想拘束とする神経筋骨格系の運動制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 16K00356
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能ロボティクス
研究機関岡山県立大学

研究代表者

山崎 大河  岡山県立大学, 情報工学部, 准教授 (40364096)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード運動制御 / 協調 / 体操 / あん馬 / 両足旋回 / クランク回転作業 / 自転車ペダリング動作 / 平行棒 / 支持振動 / 関節間協調 / 仮想拘束 / つり輪 / 全身リーチング / 鉄棒 / モーションプランニング
研究成果の概要

ヒトの身体運動には,様々な構成要素(関節角度,筋活動など)の間に協調がみられる.本研究では,このような協調の実現を運動制御の中心戦略とした,新たな運動制御モデルを提案した.制御の難しい運動の例として,体操競技のつり輪,平行棒でのスイングなどの運動制御モデルを提案した.複数の協調を同時に考慮する運動の例として,立位姿勢において対象物に腕を伸ばす運動(全身リーチング)などの運動制御モデルを提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の意義は,従来の運動制御モデルでは陽に扱われることの少なかった,身体運動の協調を,達成すべき制御目的として陽に扱った運動制御モデルを提案したことにある.本研究の成果は,人間の運動制御の仕組みを理解すること,特に運動制御における協調の役割の理解すること,スポーツやリハビリテーションなどの運動解析に新たな視点を提供すること,同じ原理をロボットの制御に応用することなどに,つながるものである.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Estimation of muscle activity using higher-order derivatives, static optimization, and forward-inverse dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamasaki, Katsutoshi Idehara, Xin Xin
    • 雑誌名

      Journal of biomechanics

      巻: 49(1) 号: 10 ページ: 2015-2022

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2016.04.024

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] クランク回転作業における負荷配分の静的最適化モデル2019

    • 著者名/発表者名
      城崎和輝,山崎大河,忻欣,泉晋作
    • 学会等名
      第63回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] あん馬旋回運動の単純化モデル2019

    • 著者名/発表者名
      山崎大河,西脇一宇,名和基之,山脇恭二,中村仁彦,忻欣
    • 学会等名
      日本機械学会 シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019(SHD 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 平行棒でのスイングの制御モデル2018

    • 著者名/発表者名
      山崎大河,山脇恭二
    • 学会等名
      日本機械学会 シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018 (SHD2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数の仮想ホロノミック拘束を用いた鉄棒運動の制御モデル2017

    • 著者名/発表者名
      岡本佑太,山崎大河,忻欣,泉晋作
    • 学会等名
      第4回制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] あん馬旋回運動の2次元劣駆動モデル2017

    • 著者名/発表者名
      山崎大河,忻欣,泉晋作,西脇一宇,中村仁彦,後藤大輔
    • 学会等名
      日本機械学会 シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] つり輪におけるスイングの運動制御モデル2017

    • 著者名/発表者名
      今井秋介,山崎大河,忻欣,泉晋作
    • 学会等名
      日本機械学会 シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 物理拘束と仮想拘束に着目した全身リーチング運動制御モデル2017

    • 著者名/発表者名
      丸山琢郎,山崎大河,忻欣,泉晋作
    • 学会等名
      第26回計測自動制御学会中国支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 仮想空間における可変長振子を制御する人間の運動学習特性2017

    • 著者名/発表者名
      吉岡優太郎,山崎大河,忻欣,泉晋作
    • 学会等名
      平成29年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Adaptation of cycling motion to a non-uniform load2017

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamasaki, Hiroshi Takeshita, Xin Xin, Shinsaku Izumi
    • 学会等名
      SICEライフエンジニアリング部門シンポジウムLE2017論文集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 関節間協調の連続的な変化を考慮した鉄棒運動の制御モデル2016

    • 著者名/発表者名
      岡本佑太,山崎大河,忻欣,泉晋作
    • 学会等名
      第18回IEEE広島支部学生シンポジウム
    • 発表場所
      山口大学常盤キャンパス
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] つり輪運動中の関節トルクが重心加速度に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      今井秋介,山崎大河, 忻欣, 泉晋作
    • 学会等名
      第18回IEEE広島支部学生シンポジウム
    • 発表場所
      山口大学常盤キャンパス
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 静的最適化を用いた2種類の筋活動の推定手法の精度比較2016

    • 著者名/発表者名
      岡本恵里子, 山崎大河, 忻欣, 泉晋作
    • 学会等名
      第18回IEEE広島支部学生シンポジウム
    • 発表場所
      山口大学常盤キャンパス
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 関節間協調の切り替えを用いた運動制御モデルの検討2016

    • 著者名/発表者名
      岡本佑太,山崎大河,忻欣,泉晋作
    • 学会等名
      第37回バイオメカニズム学術講演会講演予稿集
    • 発表場所
      富山県立大学
    • 年月日
      2016-11-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A study on control objectives in human motor control: high bar motion2016

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamasaki, Yuta Okamoto
    • 学会等名
      SICEライフエンジニアリング部門シンポジウムLE2016
    • 発表場所
      大阪国際交流センター
    • 年月日
      2016-11-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 関節間協調の実現を制御目的とした鉄棒運動の制御モデル2016

    • 著者名/発表者名
      山崎大河,岡本佑太,忻欣
    • 学会等名
      第10回 Motor Control 研究会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] EFFECT OF JOINT TORQUE ON HORIZONTAL MOTION OF CENTER-OF-MASS DURING SWING ON GYMNASTIC RINGS2016

    • 著者名/発表者名
      Shusuke Imai, Taiga Yamasaki, Kyoji Yamawaki, Xin Xin, Shinsaku Izumi
    • 学会等名
      34th International Conference on Biomechanics in Sports
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2016-07-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋活動を推定する計算筋制御法の精度について2016

    • 著者名/発表者名
      岡本恵里子, 山崎大河, 忻欣, 泉晋作
    • 学会等名
      日本人間工学会第57回大会
    • 発表場所
      三重県立看護大学
    • 年月日
      2016-06-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 自転車ペダリング運動におけるクランク角速度と関節角速度のばらつきの解析2016

    • 著者名/発表者名
      山崎大河,竹下洋,田口恵理,忻欣,泉晋作
    • 学会等名
      第60回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] つり輪での重心制御に関する解析2016

    • 著者名/発表者名
      山崎大河,今井秋介,山脇恭二
    • 学会等名
      洛翔体操研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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