| 研究課題/領域番号 |
17075008
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
荻原 直道 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (70324605)
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| 研究分担者 |
土屋 和雄 京都大学, 大学院・工学研究科, 名誉教授 (70227429)
中務 真人 京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (00227828)
杉本 靖博 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70402972)
青井 伸也 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60432366)
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| キーワード | 移動知 / 解剖学 / 生体力学 / 歩行神経制御系 / 知能ロボティクス |
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| 研究概要 |
昨年度に引き続き、ニホンザルに見られる適応的歩行の運動学的・生体力学的分析と、身体筋骨格系・神経系・環境系の動的な相互作用により発現する歩行運動を計算機内に再現し、歩行の適応メカニズムの構成論的理解を可能としうる順動力学的シミュレーションの研究を推し進めた。
ニホンザルの運動計測については、4台のハイスピードカメラと床反力計を埋め込み可能なトレッドミルを用いて、ニホンザルの二足歩行運動における3次元身体運動と床反力の同期計測を行い、歩行速度変化に伴う3次元関節角度や床反力の適応的変化などを明らかにした。またニホンザルの四足歩行時に手足に作用する床反力を計測し、霊長類に見られる対角歩行のメカニクスとその機能的意義を考察した。
一方シミュレーションについては、昨年までは歩行周期に一致する周期を持った振動子が脚と体幹のキネマティクスをコードしていると仮定して、PDフィードバック制御により歩行運動の生成を試みてきた。しかしフィードバック制御に基づく運動生成は、各関節に非現実的な大きなゲインを仮定する必要があるなど必ずしも生物学的に妥当ではない。そこで本年は、脊髄に内在するいくつかの筋の主活動パターンが組み合わされて、歩行運動のフィードフォワード的な運動指令が作られており、これが姿勢制御や反射のようなフィードバック系と協調的に動作することによって適応的で柔らかい歩行が実現されていると考え、歩行制御系の数理モデルの構築し、歩行の生成を行った。このフィードフォワード信号をどのように学習し制御すれば、歩行の強靱制を高めることにつながるのかが今後の課題であるが、より生物学的に妥当と思われる神経制御系のモデル化と、それに基づく歩行の動力学的シミュレーションの具体化を進めた。
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