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2015 年度 実績報告書

歩行における関節間シナジーの発現機構と進化・成長に伴う変化

研究課題

研究課題/領域番号 25282183
研究機関山口大学

研究代表者

西井 淳  山口大学, 理工学研究科, 教授 (00242040)

研究分担者 垣内田 翔子  鹿児島工業高等専門学校, 電気電子工学科, 助教 (90638537)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード二足歩行 / シナジー / UCM解析 / 成長 / 進化 / 神経回路モデル
研究実績の概要

平成27年度は,主にヒト(成人),ニホンザルに関する結果の公表に向けて論文執筆を進めた。また,ヒトの成人については70才代の高齢者の歩行解析も行なうことにより成長・加齢による関節間シナジーの変化の解析を進め,その結果,20才代の若年者に比べて高齢者では歩行中の関節軌道のばらつきは大きくなるものの,足先位置のばらつきを抑える関節間シナジーの形成に衰えは見られないことを示唆する結果を得た。この結果は,関節間シナジーの形成が歩行制御において重要な役割を担っていることを示唆する。また,歩行中の関節間シナジーの形成の様子を詳細に検討することによって,Minimum Toe Clearanceの時期には足先位置,踵接地直前の遊脚終期には足関節位置のばらつきを抑えるように関節間シナジーの動的な再編成が生じていることを示唆する結果も得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究の目的は,人,ニホンザル,受動歩行機の二足歩行における関節間シナジーを解析することで,成長や進化に伴う歩行戦略とともに,関節間シナジーの生成メカニズムを探ることである。これまでにヒト(成人),ニホンザルの関する成果の一部については論文執筆による成果公表を行い,ヒトの加齢による関節間シナジーの変化や,ヒトと受動歩行機の関節間シナジーの相違点,関節間シナジーの生成メカニズムの数理モデルの構築に関しても学会発表を行っている。一方で当初予定していた,筋活動の解析に基づく関節間シナジーの形成機序の推定についての研究が,データ解析が困難であるためにやや遅れているが,上記の成果を得ていることから,現在までの成果はおおむね順調であると判断している。

今後の研究の推進方策

予定よりも遅れている歩行中の筋活動の解析を進め,関節間シナジーの形成にいかに神経系が寄与しているかを推定する作業を行っていくとともに,現在までの成果を論文にまとめて公表する作業を推進していく。

次年度使用額が生じた理由

論文の出版経費が当初の想定額よりも低くすんだために残金が生じた。

次年度使用額の使用計画

研究内容の公表のための学会参加費もしくは論文出版費にあてる予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 歩行中の下肢関節間シナジーにおける足関節の寄与2016

    • 著者名/発表者名
      橋爪 善光, 垣内田 翔子, 西井 淳
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 52 ページ: 310-316

    • DOI

      10.9746/sicetr.52.310

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 脚関節間シナジーの視点によるニホンザルとヒトの二足歩行制御戦略の比較2015

    • 著者名/発表者名
      垣内田 翔子, 橋爪 善光, 荻原直道, 西井 淳
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J98-D(8) ページ: 1171-1179

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 関節間シナジーに着目した歩行のコツの発見2015

    • 著者名/発表者名
      垣内田 翔子, 橋爪 善光, 西井 淳
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J98-D(7) ページ: 1108-1117

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 「手応え関数」に基づく適応的二足歩行制御2016

    • 著者名/発表者名
      堀切 舜哉, 大脇 大, 西井 淳, 石黒 章夫
    • 学会等名
      第28回 自律分散システム・シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学 (広島県東広島市)
    • 年月日
      2016-01-21 – 2016-01-22
  • [学会発表] 足底感覚情報を用いた二足歩行制御則の環境適応性に関する検証2015

    • 著者名/発表者名
      堀切 舜哉, 大脇 大, 西井 淳, 石黒 章夫
    • 学会等名
      第16回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場 (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-16
  • [学会発表] Control strategy of biped walking of humans that acquired through evolution: from the view point of varian ce control2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kaichida, Y. Hashizume, N. Ogihara, J. Nishii
    • 学会等名
      Proceedings of Second International Workshop on Skill Science (SKL2015)
    • 発表場所
      慶応大学 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-11-16 – 2015-11-18
    • 国際学会
  • [学会発表] A simple neural control model that stabilizes the uncontrolled manifold2015

    • 著者名/発表者名
      J. Nishii, T. Hamamura
    • 学会等名
      XII: Progress in Motor Control X
    • 発表場所
      Hotel Novotel Budapest City (Budapest, Hungary)
    • 年月日
      2015-07-22 – 2015-07-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 歩行における下肢関節間シナジーの加齢による変化2015

    • 著者名/発表者名
      橋爪 善光, 垣内田 翔, 武田 湖太郎, 西井 淳
    • 学会等名
      第7回 Motor Control研究会
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市)
    • 年月日
      2015-06-25 – 2015-06-27
  • [学会発表] Experimental Verification of Bipedal Walking Control Exploiting Plantar Sensory Feedback2015

    • 著者名/発表者名
      D. Owaki, S. Horikiri, J. Nishii, A. Ishiguro
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines
    • 発表場所
      MIT (Boston, USA)
    • 年月日
      2015-06-21 – 2015-06-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Load-dependent Interlimb Coordination for Bipedal Walking2015

    • 著者名/発表者名
      D. Owaki, S. Horikiri, J. Nishii, A. Ishiguro
    • 学会等名
      IEEE Robotics and Automation
    • 発表場所
      Washington State Convention Center (Washington, USA)
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-30
    • 国際学会
  • [備考] 研究成果

    • URL

      http://bcl.sci.yamaguchi-u.ac.jp/~jun/ja/study

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公開日: 2017-01-06  

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