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運動学習-運動制御の統一的枠組みに基づく運動学習の統一モデル構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K17894
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59030:体育および身体教育学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

瀧山 健  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40725933)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード身体運動制御 / 身体運動学習 / データ駆動型身体運動科学 / 機械学習 / 運動制御 / 運動学習 / 数理モデル
研究成果の概要

複数関節かつ時間変化する身体運動データと、運動の実行結果との関連性を推定する機械学習手法を提案した(Furuki & Takiyama, 2019, 2020, Takiyama+, 2020)。従来、複数関節かつ時間変化する身体運動データのみ扱う枠組みや、特定の身体運動要素と運動実行結果を関連付ける枠組みは存在した。しかしながら、複数関節かつ時間変化する身体運動データと運動実行結果との関係性を議論する枠組みは稀有であった。本研究により運動学習に伴う身体運動の変容過程を議論していく土台をより強固になり、なおかつデータ駆動型へと発展させた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

昨今、スマートフォンなどで撮影した動画を利用した、ヒトの身体運動計測技術の発展が目覚ましい。すなわち、近い将来、自らの身体運動をいつでもどこでも計測する未来がすぐそこまで迫ってきている。計測技術の進展は目覚ましい一方、身体運動の解析方法の進展速度は遅いと言わざるを得ない。特に、動画から抽出した身体運動データを解析する技術は数少なかった。本研究では、どのような身体運動データに対しても利用可能な、運動学習に伴う身体運動パターンの変容を捉える機械学習手法を提案した。これにより、効果的なリハビリテーションやスポーツトレーニングがいつでもどこでも可能となる将来への実現へと一歩近づくことが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] New York University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Toronto Rehabilitation Institute(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Larger, but not better, motor adaptation ability inherent in medicated Parkinson’s disease patients revealed by a smart-device-based study2020

    • 著者名/発表者名
      Takiyama Ken、Sakurada Takeshi、Shinya Masahiro、Sato Takaaki、Ogihara Hirofumi、Komatsu Taiki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-020-63717-x

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A data-driven approach to decompose motion data into task-relevant and task-irrelevant components in categorical outcome2020

    • 著者名/発表者名
      Furuki Daisuke、Takiyama Ken
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59257-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Speed-dependent and mode-dependent modulations of spatiotemporal modules in human locomotion extracted via tensor decomposition2020

    • 著者名/発表者名
      Takiyama Ken、Yokoyama Hikaru、Kaneko Naotsugu、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41598-020-57513-w

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimizing motor decision-making through competition with opponents2020

    • 著者名/発表者名
      Ota, K., Tanae, T., Ishii, K., & Takiyama., K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10:950 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56659-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Decomposing motion that changes over time into task-relevant and task-irrelevant components in a data-driven manner: application to motor adaptation in whole-body movements2019

    • 著者名/発表者名
      Furuki Daisuke、Takiyama Ken
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43558-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of switching rule on motor learning.2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ishii, T. Hayashi, K. Takiyama
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 13559-13559

    • DOI

      10.1038/s41598-018-31825-4

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 身体運動データに潜む課題関連成分を抽出する2020

    • 著者名/発表者名
      瀧山健
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A data-driven approach to decompose motion data into task-relevant and task-irrelevant components2020

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama
    • 学会等名
      UT-TUM joint workshop: Online and offline movement corrections: from neuronal mechanisms to the practical applications
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 既存理論の鳥瞰図を描く -身体運動制御・身体運動学習の統一的枠組みを目指して-2019

    • 著者名/発表者名
      瀧山健
    • 学会等名
      ASCONE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detecting task-dependent modulation and individual difference of spatiotemporal module via tensor decomposition2019

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama
    • 学会等名
      The 3rd Annual Neuromechanics and Motor Control Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How to reveal neural mechanisms of motor learning from human behavior2019

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama
    • 学会等名
      Voice recognition system
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] How to measure and model our motor learning ability?2019

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama
    • 学会等名
      NAIST コロキアムA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection of task-relevant and task-irrelevant motion sequences: application to motor adaptation in goal-directed and whole-body movements2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama
    • 学会等名
      Forum at RIKEN CBS
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection of task-relevant and task-irrelevant motion sequences: application to motor adaptation in goal-directed and whole-body movements2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama, Daisuke Furuki
    • 学会等名
      Annual meeting of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「ばらつき」の特徴を捉える機械学習手法2018

    • 著者名/発表者名
      瀧山健
    • 学会等名
      Motor Control 研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Influence of switching rule on motor learning2018

    • 著者名/発表者名
      Koutaro Ishii, Takuji Hayashi, Ken Takiyama
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 瀧山健のHomepage

    • URL

      https://sites.google.com/site/takiyama1106/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 身体運動の“コツ”・ “クセ”を見破る手法の開発

    • URL

      http://www.tuat.ac.jp/outline/disclosure/pressrelease/2019/20190510_01.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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