2019 Fiscal Year Annual Research Report
The effect of walking with a floating balloon
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16K13074
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| Research Institution | Prefectural University of Hiroshima |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島 圭介 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50649754)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 風船把持 / 姿勢制御 / 周波数解析 / 体性感覚優位 / 制御戦略 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。
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