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講演抄録/キーワード
講演名 2016-11-19 13:50
ヒト3関節腕の到達運動における手関節フリージング制御戦略モデル
松井利一鈴木琢巳古屋友博群馬大MBE2016-56
抄録 (和) 手関節を動かすことを意識しないで腕を動かす場合(自由な腕運動),手関節はほとんど動かないことを経験する.到達運動の実測でも手関節がほとんど動かないことが報告されている.本研究では,ヒト3関節腕の到達運動の手関節角度特性と手関節に働くトルク特性に基づいて手関節制御戦略の明確化を行い,そのフィードバック制御モデルと実際の手関節制御機構の間の生理学的対応関係を検討する.その結果,(1) 自由な到達運動では,手関節角度はほとんど動かないこと,(2) 上記(1)の結果は,手関節トルクと慣性トルクの和(合成トルク)の運動時間に亘る積分値がほぼ0となる特性に起因すること,(3) フィードバック制御モデルは,主動筋と拮抗筋の共収縮力の和が手関節トルクになるという生理学的関係をモデル化したものと解釈できること,(4) フィードバックゲインは,共収縮の強さ(剛性強度)を表わすことが示される.以上の結果は,自由な到達運動では,手関節角度の変化を抑制する手関節制御戦略(フリージング)が機能しており,フィードバック制御モデルが実際の手関節制御機構と生理学的にも対応する有効なモデルになり得ることを示唆する. 
(英) When we move our own arm in our daily life, we experience that our hand-joint angle hardly changes during the movement. This research discusses the hand-joint control strategy based on measuring the hand-joint angle and computing all the external torques acting on the hand joint during three-joint arm’s reaching movements, and moreover, it discusses the biological relation between the human hand-joint control mechanism and its feedback control model. Consequently, the following results are obtained: (1) the hand-joint angle hardly changes during unconstrained reaching movements; (2) the sum (i.e., resultant torque) of the hand-joint torque and the inertia torque acting integrated over the entire movement approaches zero; (3) the mechanism of the feedback control model corresponds to the biological mechanism that the hand-joint torque is generated by summation of two torques based on agonist and antagonist muscles in co-contraction; (4) the model’s feedback gain controls the strength of co-contraction (stiffness). These results suggest that hand joints are controlled by a strategy such as freezing and that the feedback control model can be a plausible model of the human hand-joint control mechanism.
キーワード (和) 到達運動 / 手関節 / フィードバックモデル / 手関節トルク / 慣性トルク / 共収縮 / フリージング /  
(英) Reaching / Hand joint / Feedback control model / Hand joint torque / Inertia torque / Co-contraction / Freezing /  
文献情報 信学技報, vol. 116, no. 312, MBE2016-56, pp. 39-44, 2016年11月.
資料番号 MBE2016-56 
発行日 2016-11-11 (MBE) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
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技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード MBE2016-56

研究会情報
研究会 MBE NC  
開催期間 2016-11-18 - 2016-11-19 
開催地(和) 東北大学 
開催地(英) Tohoku University 
テーマ(和) BCI/BMIとその周辺, 一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 MBE 
会議コード 2016-11-MBE-NC 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) ヒト3関節腕の到達運動における手関節フリージング制御戦略モデル 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Hand-Joint Freezing Strategy and Its Model in Human Three-Joint Arm's Reaching Movements 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 到達運動 / Reaching  
キーワード(2)(和/英) 手関節 / Hand joint  
キーワード(3)(和/英) フィードバックモデル / Feedback control model  
キーワード(4)(和/英) 手関節トルク / Hand joint torque  
キーワード(5)(和/英) 慣性トルク / Inertia torque  
キーワード(6)(和/英) 共収縮 / Co-contraction  
キーワード(7)(和/英) フリージング / Freezing  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 松井 利一 / Toshikazu Matsui / マツイ トシカズ
第1著者 所属(和/英) 群馬大学 (略称: 群馬大)
Gunma University (略称: Gunma Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 鈴木 琢巳 / Takumi Suzuki / スズキ タクミ
第2著者 所属(和/英) 群馬大学 (略称: 群馬大)
Gunma University (略称: Gunma Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 古屋 友博 / Tomohiro Furuya / フルヤ トモヒロ
第3著者 所属(和/英) 群馬大学 (略称: 群馬大)
Gunma University (略称: Gunma Univ.)
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講演者
発表日時 2016-11-19 13:50:00 
発表時間 25 
申込先研究会 MBE 
資料番号 IEICE-MBE2016-56 
巻番号(vol) IEICE-116 
号番号(no) no.312 
ページ範囲 pp.39-44 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-MBE-2016-11-11 


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