| 研究課題/領域番号 |
62460142
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
計測・制御工学
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
伊藤 宏司 広島大学, 工学部, 助教授 (30023310)
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| 研究分担者 |
森本 正治 労災リハビリテーション工学センター, 研究部長
辻 敏夫 広島大学, 工学部, 助手 (90179995)
翁長 健治 広島大学, 工学部, 教授 (90029869)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1989
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| 研究課題ステータス |
完了 (1989年度)
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| 配分額 *注記 |
8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
1989年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1988年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1987年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
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| キーワード | 生体運動系 / 運動制御 / 運動インピ-ダンス / 運動プラン / 運動スキ-マ / 冗長ア-ム / 義肢制御 / 人間-義肢系 / 人間ー義肢系 / インピーダンス / スティフネス / 筋骨格系 / 多関節運動 / 冗長アーム / 運動インピーダンス / コンプライアンス制御 / マニピュレータ制御 / 力制御 |
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| 研究概要 |
我々は筋を収縮させることによって関節を回転し、手先や道具を空間内で位置決めする。あるいは、筋力を制御することにより関節トルクを生成し、対象物に加える手先の力・モ-メントを決定する。このように、身体の運動は作業(手先)、関節、筋の三つのレベルで制御されている。したがって、作業空間の運動を実現するためには、作業空間、関節空間、筋空間の間で、運動および力の変換が必要になる。さらに、筋骨格系は手先の自由度に対して冗長な構造になっている。ここでは、筋骨格系の冗長性および力学的特徴に基づいて、作業・関節・筋の各空間における運動・力・インピ-ダンスの表現を与え、次の運動インピ-ダンスを反映した冗長ア-ムの逆運動学問題、および筋の冗長性が手先操作性に果たす役割について解析した。
次いで、これらを冗長マニピュレ-タに応用し、手先だけでなく、関節のインピ-ダンスを作業目的に応じて設定する理論的手法を求めた。また、運動インピ-ダンス調節の例として、回転作業を取り上げ、作業目的に応じた手先インピ-ダンスを実現するために、ヒトが筋の可変粘弾性と伸長反射系を巧みに調節して、関節レベルのインピ-ダンスを制御していることを示した。
さらに、生体の運動制御系の中で最も下位のレベルにある筋および脊髄反射系を取り上げた。筋は生体のアクチュエ-タであると同時に、粘弾性可変の制御機構でもある。また、脊髄は上位中枢からの運動指令を中継して筋骨格系を駆動するとともに、各種受容器から運動に関するフィ-ドバック情報を受け取り、さまざまな反射回路を構成する。そこでは、反射プログラム、および反射適応という考え方が成り立つことを示し、筋の可変粘弾性と伸長反射系のモデル解析を通して、運動制御における両者の役割について解析した。
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