ヒト足部筋骨格形態に内在する歩行安定化機構と直立二足歩行の進化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23247041
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 自然人類学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 荻原 直道 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (70324605)
• 研究分担者: 中村 俊康 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (70265859) ; 名倉 武雄 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (90306746) ; 細田 耕 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (10252610)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 足圧分布 / 足部動態 / 二足歩行 / 進化 / 足部モデル / 歩行分析

研究概要

本研究では、ヒト足部がどのように床面と幾何学的・生体力学的に相互作用し、安定な二足歩行を持続する上で好ましい身体への力作用を作り出しているのかを詳細に明らかにすることを通して、ヒトの直立二足歩行の起源と進化に迫ることを目的とした。具体的には、二足歩行中に足裏に作用するせん断力分布を計測するシステムを構築しその詳細を明らかにした。また、解剖学的に精密な足部筋骨格モデルを開発し、足部構造の変形特性と足裏反力分布の関係を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] ニホンザルの二足歩行分析とシミュレーションから探る直立二足歩行の起源と進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 雑誌名: バイオメカニズム学会誌 巻: Vol.38(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Planar covariation of limb elevation angles during bipedal walking in theJapanese macaque (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogihara, N., Kikuchi, T., Ishiguro, Y., Makishima, H., Nakatsukasa, M.
  • 雑誌名: Journal of the Royal Society Interface 巻: Vol.9 ページ: 2181-2190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Muscle dimensions of the foot in the orangutan and the chimpanzee (2012)
  • 著者名/発表者名: Oishi, M., Ogihara, N., Endo, H., Une,Y., Ichihara, N., Asari, M., Amasaki, H.
  • 雑誌名: Journal of Anatomy 巻: Vol.221 ページ: 311-317
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機械工学から直立二足歩行の起源と進化を探る (2012)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 雑誌名: 日本機械学会誌 巻: Vol.115, No.1126 ページ: 659-663
• [学会発表] ニホンザル筋骨格構造のモデル化と二足歩行シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 学会等名: 神奈川大学人文学会・第4回生体機能セミナー
  • 発表場所: 横浜市神奈川区
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] 環境との力学的相互作用をつかさどる足部筋骨格構造の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 学会等名: 慶應義塾大学先導研究センター医工薬コモンズ・第4回インキュベーションラウンジ
  • 発表場所: 横浜市港北区
  • 年月日: 2013-12-11
• [学会発表] Finite element analysis of the mechanical interactions between the human foot and the ground (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Ogihara, N., Nagura, T.,Nakamura, T., Jinzaki, M.
  • 学会等名: The 15th International Conference on Biomedical Engineering (ICBME2013)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] ニホンザルの二足歩行から探るヒトの二足歩行の力学と進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 学会等名: 計測自動制御学会中部支部第4回制御理論ワーキングセミナー
  • 発表場所: 名古屋市千種区
  • 年月日: 2013-11-21
• [学会発表] ニホンザルから探るヒトの二足歩行の力学と進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 学会等名: 東京大学大学院情報理工学系研究科「先端知能機械情報学セミナー」
  • 発表場所: 東京都文京区
  • 年月日: 2013-11-07
• [学会発表] ヒトの二足歩行中に足裏に作用するせん断力分布の計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道、板垣まみ、斎藤剛
  • 学会等名: 第67回日本人類学会
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2013-11-03
• [学会発表] ニホンザル二足歩行中の関節モーメント (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道、濱野理貴
  • 学会等名: 第67回日本人類学会
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2013-11-03
• [学会発表] 大型類人猿における下腿部と足部の筋について (2013)
  • 著者名/発表者名: 大石元治、荻原直道、清水大輔、菊池泰弘、尼崎肇
  • 学会等名: 第67回日本人類学会
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2013-11-03
• [学会発表] 筋骨格シミュレーションに基づくニホンザル二足歩行の生体力学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道、井出直彦、濱野理貴
  • 学会等名: 計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市港北区
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] ニホンザルの筋骨格シミュレーションからヒトの進化を探る (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 学会等名: Beyond Robotics
  • 発表場所: 東京都文京区
  • 年月日: 2013-09-03
• [学会発表] 神経筋骨格モデルに基づくニホンザル二足歩行運動の生体力学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 学会等名: 防衛医科大学校・第186回バイオを論じる会
  • 発表場所: 所沢市
  • 年月日: 2013-02-28
• [学会発表] ニホンザル二足歩行運動の順・逆動力学シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 学会等名: RSJ・ヒューマンセントリックロボティクス研究専門委員会第6回研究会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2013-02-12
• [学会発表] サルの歩行から探るヒトの二足歩行の力学と制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 学会等名: 日本ロボット学会第75回ロボット工学セミナー「歩行の生理学/力学/制御理論と歩行支援ロボティクス」
  • 発表場所: 東京都文京区
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] オランウータンとチンパンジーの足部における筋形態について (2012)
  • 著者名/発表者名: 大石元治、荻原直道、遠藤秀紀、宇根有美、市原伸恒、浅利昌男、尼崎肇
  • 学会等名: 第28回日本霊長類学会大会
  • 発表場所: 日進市
  • 年月日: 2012-07-07
• [学会発表] ニホンザル二足歩行運動の順動力学・逆動力学シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 学会等名: 京都大学霊長類研究所共同利用研究会・日本人類学会キネシオロジー分科会シンポジウム「サルが二足で歩くとき」
  • 発表場所: 犬山市
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] Computer modeling, analysis, and simulation of bipedal walking in the Japanese macaque (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogihara, N.
  • 学会等名: The 4th Global COE International Symposium on Physiome and Systems Biology for Integrated Life Sciences and Predictive Medicine
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] Planar law of intersegmental coordination during bipedal walking in Japanese macaques and humans (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogihara, N., Kikuchi, T., Ishiguro, Y., Makishima, H., Nakatsukasa, M.:
  • 学会等名: 5th International Symposium on Adaptive Motion in Animals and Machines
  • 発表場所: Awaji, Japan
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] Inter-segmental coordination of limb segments during bipedal walking in the bipedally-trained Japanese macaque (2011)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, T., Ishiguro, Y., Ogihara, N.
  • 学会等名: 23rd Congress of International Society of Biomechanics
  • 発表場所: Brussels, Belgium
  • 年月日: 2011-07-05
• [図書] ヒトの足部筋骨格構造の進化と直立二足歩行の制御、大築立志、鈴木三央、柳原大(編):歩行と走行の脳・神経科学-その基礎から臨床まで- (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻原直道
  • 総ページ数: 15-29
  • 出版者: 市村出版、東京