2021 Fiscal Year Annual Research Report
四脚ロボットを用いた四足動物の歩容生成・遷移・適応メカニズムの構成論的理解
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21J23064
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
古殿 幸大 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 構成論的アプローチ / 歩容生成 / split-belt適応 / 脊髄ネコモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
四足動物としてネコの歩容生成メカニズムを，感覚-運動レベルで構成論的に理解することを目指している．そのためには，感覚フィードバックを通して脊髄がどのようにリズムや歩容を生成するのか理解することが重要である．本研究は脊髄機能に着目し，構成論的モデルとしての「脊髄ネコモデル」を提唱する．以下で述べるロボット実験やシミュレーションでは，この脊髄ネコモデルを制御器として用いた．
歩容遷移実験の準備として，脚からの感覚情報の一種である腰伸展・屈曲と歩容の関係を調べるため，歩容生成シミュレーションを行った．腰伸展・屈曲の変化として各脚の脚軌道における着地点と離地点を変化させることで，生成される歩容に変化が見られたことを確認した．これらの結果を基に歩容遷移の再現実験ならびに，歩容遷移メカニズムの構成論的理解を目指す．
歩容適応実験として，左右ベルト速度が異なるsplit-belt適応実験を行う．脊髄レベルでの適応メカニズムを構成論的に理解するため，脳幹などからの上位指令を仮定しない後2脚でのsplit-belt適応実験を行っている．ベルト引張りによりfast-legの腰伸展が増大したときに各脚の遊脚期間を調節する「脊髄反応」を加えることで，split-belt適応の一つである「early adaptation」が出現することをロボット実験により確認した．これらの結果を基に，歩容適応メカニズムの構成論的理解を目指す．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は歩容遷移を行うための準備として，腰伸展・屈曲と歩容の関係に着目し脚軌道の変化に伴い歩容も変化することをシミュレーションにより示した．
提案モデルを評価するため，実機によるロボット実験を行う予定であった．しかし，四脚ロボット実験システムに予期せぬトラブルが発生し，システム修理の必要が生じた．そのため，歩容遷移・適応実験両方を含め，計画よりやや遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
四脚ロボット実験システムの修理はすでに完了しているため，今後は四脚ロボットを用いた歩容遷移・適応実験ならびに提案モデルの評価を積極的に進める．引き続き，感覚-運動機能による歩容遷移・適応メカニズムに着目し，動物実験データとの比較を通して評価を行う．得られた理解を通して，歩容生成の構成論的理解を目指す．
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Research Products
(1 results)
