軽量小物体の精密把握運動における把握力制御について

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23500675
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 木下 博 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60161535)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊東 太郎 武庫川女子大学, スポーツ健康科学部, 教授 (40248084) ; 門田 浩二 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50557220)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Keywords: 精密把握 / 運動制御 / 把握力 / 重量 / 把握面積 / 摩擦係数 / 安全領域 / 皮膚弾性

Research Abstract

本研究では、100g以下の軽量な小物体の精密把握持ち上げ運動における把握力と持ち上げ力（重量）の協調機能および把握力の余剰分である「安全領域：safety margin」の調節機能、それらと指先の皮膚の摩擦係数の非線形的変化、および皮下の組織の弾性（ステイフネス）変化との関係について明らかにすることを全体の目的とした。本年度では、(1)超小型軽量で重量を簡便に変化できる把握力･持ち上げ力測定用把握器の設計と製作、(2)把握力と筋電計測の予備実験とデータ分析用プログラムの開発、(3)ポジションセンサーと力覚センサーを用いた指先の皮膚下組織のステイフネス計測方法の予備実験を実施する。進行状況が順調な場合は健常成人を被験者とした本実験を開始し、そのデータ分析を行うことを目的とした。本目的通りに、把握面の素材変化および重量変化が可能な軽量（6ｇ）の把握力･持ち上げ力測定用把握器を完成し、本装置からの出力電気（アナログ）信号をデジタル化した後、コンピュータに取り込み、把握運動時の力と時間変数（把握力最大値、把握力および持ち上げ力の微分最大値、安定把握時の把握力および持ち上げ力、滑り発生時の把握力、滑り係数、把握力の安全領域値など）の計算プログラムを作成した。また、同時に前腕部と手掌部の筋電図情報を記録し、その信号処理のプログラムも作成した。ポジションセンサーと力センサーを用いた指先の弾性変化の計測装置、および把握指の接触面積と力を同時に計測する装置も完成させ、それらのデータ解析用プログラムも完成させた。これらの機器を用いて、10名の健常成人を対象とした呼び実験を実施し、そのデータ解析を行った。本研究の一部の成果を、24年度のカナダ・バンクーバーでの国際学会（Progress in Rehabilitation Research, 10月9日～13日開催）発表が受理されている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定していた実験装置とデータ取り込み装置一式が完成し、把握力と持ち上げ力の校正、デジタル入力のコンピュータプログラム、取り込んだデータ解析用のプログラムもすべて完成することができた。また、これらの装置を用いて健常成人を被験者としての予備実験を繰り返し実施し、装置の安定性とデータの信頼性を確認した。さらに本年度開発した新たな研究手法の紹介と、これまで得られたデータ分析の結果を次年度開催の国際学会で発表を申請し、発表が採択された旨の連絡を受けた。また、国内の学会での発表申請も行えた。従って、昨年度に申請した研究目的をすべて遂行できたと判断した。

Strategy for Future Research Activity

本年度より健常な成人20名程度の被験者を対象に本実験（把握持ち上げ保持時の把握力測定実験、指先の接触面積・把握力測定実験、指先の弾性測定実験、指先の粘着性測定実験）を実施する。さらに、そのデータ解析を完了する。また、本年度開催の国際学会と国内の学会での現時点での成果の公表を行う。加えて、成果の1部を文章化し、運動制御関連の国内誌または国際誌に投稿することを目指す。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度の研究費として、応力アンプ2代（42万円）、被験者20名への謝金（10万円）、研究補助者2名への謝金（10万円）、国際学会および国内学会への参加費および出張費（44万円）、その他（4万円）を予定している。