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生体の運動計画における基本戦略とその実現アルゴリズム

研究課題

研究課題/領域番号 18047016
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関山口大学

研究代表者

西井 淳  山口大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (00242040)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
9,200千円 (直接経費: 9,200千円)
2007年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2006年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
キーワード歩行 / 遊脚 / 消費エネルギー最小化 / 軌道計画 / 到達運動 / 学習 / CPG / 生体ノイズ
研究概要

本研究では, (1)「生体はどのような運動を実現しているか」(2)「生体はどのようなメカニズムで運動を実現しているか」という問題に関する検討を行った。(1)については「生体は消費エネルギーの期待値の最小化」を図っていることを示唆する結果を腕のりーチング運動と歩行中の遊脚軌道の検討によって得た。ここで,「期待値」に対する最小化であるということは,生体は運動計画を行う際に短期的な最適化を実現する軌道を計算しているのではなく,進化や学習の長期的な時間にわたって経験的に最適な運動を獲得していることを意味する。本研究結果は異なる種類の運動の軌道がどのように決定されているかを共通の原理に基づいて説明できることを示した点で非常に意義のあるものである。(2)については,反射的な制御システムとリズム発生器が協調的に運動を学習・制御するアルゴリズムを検討し,反射とリズム発生器の両者の協調によっていずれか一方を用いた場合より外乱に強い制御を実現できることを示した。近年生体の歩行制御は反射のみで実現されているという主張がしばしばなされているが,本研究結果はリズム発生器が反射と協調的に働くことでロバスト性を大きく向上しうることを示した点で重要である。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (9件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Optimality of reaching movements based on energetic cost under the influence of signal-dependent noise2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Taniai
    • 雑誌名

      Abstract of the ICONIP2007

      ページ: 226-226

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basic strategy for the selection of locomotor patterns and movement trajectories in living bodies2007

    • 著者名/発表者名
      J. Nishii
    • 雑誌名

      Proc of the 2nd International Symposium on Mobiligence

      ページ: 56-59

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emergence of altruistic behavior with common words through natural selection2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Hashizume
    • 雑誌名

      Proc of the 2nd International Symposium on Mobiligence

      ページ: 287-290

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimality of leg swing trajectories during walking based on metabolic cost2007

    • 著者名/発表者名
      A. Fujii
    • 雑誌名

      Proc of the 2nd International Symposium on Mobiligence

      ページ: 291-294

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A hierarchical learning control model of locomotor patterns of legged animals2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyazaki
    • 雑誌名

      Proc of the 2nd International Symposium on Mobiligence

      ページ: 295-298

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体ノイズの影響下におけるりーチング運動の消費エネルギーに基づく最適性2007

    • 著者名/発表者名
      谷合 由章
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文集 J90-D

      ページ: 3257-3264

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体ノイズの影響下におけるリーチング運動の消費エネルギーに基づく最適性2007

    • 著者名/発表者名
      谷合 由章
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 NC2006

      ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 自然淘汰における利他的行動の出現とそれに伴う共有語彙の獲得2007

    • 著者名/発表者名
      橋爪 善光
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 NC2006

      ページ: 45-50

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 筋代謝特性を考慮した消費エネルギー最小規範に基づくヒトの遊脚運動の考察2007

    • 著者名/発表者名
      藤井 彰広
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 NC2006

      ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 周期的な運動を獲得する階層的学習モデル2007

    • 著者名/発表者名
      宮崎 裕子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 NC2006

      ページ: 61-66

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Optimality of the Minimum Endpoint Variance Model Based on Energy Consumption2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Taniai
    • 雑誌名

      Brain-inspired IT II Decision and Behavioral Choice Organized by Natural And Artificial Brains 1291

      ページ: 101-104

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 生体の運動計画における基本戦略とその実現アルゴリズム2008

    • 著者名/発表者名
      西井 淳
    • 学会等名
      第三回移動知シンポジウム
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      2008-03-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 上位中枢とリズム発生器による階層的な学習制御モデル2008

    • 著者名/発表者名
      宮崎 裕子
    • 学会等名
      第三回移動知シンポジウム
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      2008-03-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 消費エネルギー最小規範に基づく遊脚軌道のバラツキの考察2008

    • 著者名/発表者名
      藤井 彰広
    • 学会等名
      第三回移動知シンポジウム
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      2008-03-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 膝関節の過伸展を活用した二脚受動歩行の安定化2008

    • 著者名/発表者名
      小山 真理
    • 学会等名
      第三回移動知シンポジウム
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      2008-03-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 適応的動作のための筋肉群の時空間励起方策2008

    • 著者名/発表者名
      松野 善幸
    • 学会等名
      第20回自律分散システム・シンポジウム
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2008-01-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 自然淘汰における利他的行動の発現2008

    • 著者名/発表者名
      橋爪 善光
    • 学会等名
      第20回自律分散システム・シンポジウム
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2008-01-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 利他的行動の発現にかかわる自然選択基準2008

    • 著者名/発表者名
      橋爪 善光
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム第八回冬のワークショップ
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2008-01-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 生物の歩行パターンの移動速度に応じた遷移2007

    • 著者名/発表者名
      西井 淳
    • 学会等名
      山口大学研究推進体「相転移の物理学」第一回公開研究会
    • 発表場所
      山口
    • 年月日
      2007-12-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 移動知機構の階層構造に関する一考察2007

    • 著者名/発表者名
      大須賀 公一
    • 学会等名
      第25回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Basic concepts of the control and learning mechanism of locomotion by the central pattern generator2007

    • 著者名/発表者名
      J. Nishii
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      Bioinspiration and Robotics: Walking and Climbing Robots
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://bcl.sci.yamaguchi-u.ac.jp/~jun/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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