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2019 年度 実績報告書

風船把持歩行の効果の謎に迫る:指先感覚情報の“揺らぎ”解析と風船型姿勢制御モデル

研究課題

研究課題/領域番号 16K13074
研究機関県立広島大学

研究代表者

島谷 康司  県立広島大学, 保健福祉学部(三原キャンパス), 教授 (00433384)

研究分担者 島 圭介  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50649754)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード風船把持 / 姿勢制御 / 周波数解析 / 体性感覚優位 / 制御戦略
研究実績の概要

初期歩行期乳児に風船の紐を把持させると,初期歩行獲得後の比較的安定した歩行に近似することを示した.本実験では,立位時の身体重心(COM)と足底圧中心(COP)を計測した結果,風船把持により身体動揺が抑制された.同様に,スペクトル解析を行った結果,風船把持によって高周波帯域の割合が増加したことから,風船把持が体性感覚系にとって有意な姿勢制御戦略に移行させた可能性が示唆された.さらに,最大リアプノフ指数を用いて解析を行った結果,やはり姿勢動揺はカオス性を示しており,COM,COPの縮小は従来研究の知見と一致した.この原因として,風船把持によりサンプルエントロピー値が増加傾向にあったことから,制御系への入力が増え,そのため制御システムがより複雑になったことが考えられる.また,筋骨格モデルを用いた逆動力学解析の結果,風船を把持することで筋発揮力は増加傾向にあり,風船を把持することで制御戦略が変化し,筋発揮戦略が変化したと考えられる.
風船把持における人の姿勢制御系への効果の謎に迫った結果,スペクトル解析,複雑系解析,筋骨格モデルを用いた逆動力学解析に基づいて考察すると,風船把持が立位状態に及ぼす影響として,姿勢制御戦略が体性感覚優位の制御に変化し,姿勢制御システムがより複雑になり,そして姿勢制御の筋活動が効率の良い制御戦略に変化することによって,身体動揺の抑制につながった可能性がり,風船把持による乳幼児の初期歩行支援の有効性の一端を明らかにすることができた.なお,本研究の成果の一部をWCPT2019等で発表した。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Italian Institute of Technology/Genova University/Gaslini Institute and Children Hospital(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Italian Institute of Technology/Genova University/Gaslini Institute and Children Hospital
  • [学会発表] The use of a Drone as a quiet standing aid for human postural control2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Shimatani, Mami Sakata, Keisuke Shima, Ryoma Mitani
    • 学会等名
      World Confederation for Physical Theapy Congress 2019 (Geneva))
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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