| 講演名 | 2015-12-19 椅子からの立ち上がり動作最適制御モデルを用いた転倒動作の理論的再現 松井 利一(群馬大), 土橋 邦生(群馬大), 中沢 信明(群馬大), |
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| 抄録(和) | ヒトの椅子からの立ち上がり動作を再現するために3リンク3関節機構のダイナミクス切替え型最適制御モデルを構築し，その有効性を既に明らかにした．本研究では，椅子からの立ち上がり動作最適制御モデルを椅子から立ち上がる際の転倒動作シミュレータに応用することにより，転倒の理論的予測可能性と転倒メカニズム・転倒要因の計算論的検討を行なう．その結果，(1) 最適化計算が収束する場合と非収束の場合があり，各々立ち上がり動作の成功と失敗（転倒）に対応させることにより転倒動作の理論的再現が可能であること，(2) 離椅子時の足関節トルクには椅子からの立ち上がりを成功させる範囲（許容範囲）が存在すること，(3) 離椅子時足関節トルクが不足すると後方に尻餅をついて転倒し，大きすぎると膝を床に着けて転倒することが示される．以上の結果は，既提案の最適制御モデルが椅子からの立ち上がり動作だけでなく転倒動作のシミュレートにも適用可能であることを示唆する． |
| 抄録(英) | We have already formulated a dynamics-switching three-link and three-joint optimal control model that reproduces human sit-to-stand movements, and clarified its effectiveness. This study clarifies theoretically, by using the optimal control model, how the ankle-joint torque at the seat-off time affects the subsequent rising movement, and it examines the possibility to predict the risk of falling caused by miscalculation of the ankle-joint torque. Consequently, the following results are obtained: (1) the convergence and non-convergence of the model’s optimized calculation correspond to the success and failure in reproducing sit-to-stand movements, respectively, and the risk of falling can be predicted based on the failed reproduction results; (2) the ankle-joint torque at the seat-off time has its effective range necessary for the model to rise successfully from a chair; (3) a shortage of the ankle-joint torque makes the model pratfall, and an overage of the same torque makes the model fall forward to its knees. These results suggest that the optimal control model is effective in simulating falling movements as well. |
| キーワード(和) | 立ち上がり動作 / 椅子 / 転倒 / 最適制御モデル / 離椅子時間 / 足関節トルク |
| キーワード(英) | Rising movements / Chair / Risk of falling / Optimal control model / Seat off time / Ankle joint torque |
| 資料番号 | MBE2015-70 |
| 発行日 | 2015-12-12 (MBE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE / NC |
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| 開催期間 | 2015/12/19(から1日開催) |
| 開催地（和） | 名古屋工業大学 |
| 開催地（英） | Nagoya Institute of Technology |
| テーマ（和） | ME, 一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 小林 哲生(京大) / 斎藤 利通(法政大) |
| 委員長氏名（英） | Tetsuo Kobayashi(Kyoto Univ.) / Toshimichi Saito(Hosei Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 福岡 豊(工学院大) / 佐藤 茂雄(東北大) |
| 副委員長氏名（英） | Yutaka Fukuoka(Kogakuin Univ.) / Shigeo Sato(Tohoku Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 中村 和浩(秋田脳研) / 田中 久弥(工学院大) / 堀尾 恵一(九工大) / 田中 宏喜(京都産大) |
| 幹事氏名（英） | Kazuhiro Nakamura(akita noken) / Hisaya Tanaka(Kogakuin Univ.) / Keiichi Horio(Kyushu Inst. of Tech.) / Hiroki Tanaka(Kyoto Sangyo Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 笈田 武範(京大) / 堀江 亮太(芝浦工大) / 神原 裕行(東工大) / 秋間 学尚(東北大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takenori Oida(Kyoto Univ.) / Ryota Horie(Shibaura Inst. of Tech.) / Hiroyuki Kanbara(Tokyo Inst. of Tech.) / Hisanao Akima(Tohoku Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on ME and Bio Cybernetics / Technical Committee on Neurocomputing |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 椅子からの立ち上がり動作最適制御モデルを用いた転倒動作の理論的再現 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Theoretical Reproduction of Falling Accidents during Sit-to-Stand Movements Using Optimal Control Model |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 立ち上がり動作 / Rising movements |
| キーワード(2)（和/英） | 椅子 / Chair |
| キーワード(3)（和/英） | 転倒 / Risk of falling |
| キーワード(4)（和/英） | 最適制御モデル / Optimal control model |
| キーワード(5)（和/英） | 離椅子時間 / Seat off time |
| キーワード(6)（和/英） | 足関節トルク / Ankle joint torque |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 松井 利一 / Toshikazu Matsui |
| 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） | 土橋 邦生 / Kunio Dobashi |
| 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） | 中沢 信明 / Nobuaki Nakazawa |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 群馬大学(略称：群馬大) Gunma University(略称：Gunma Univ.) |
| 発表年月日 | 2015-12-19 |
| 資料番号 | MBE2015-70 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | MBE-383 |
| ページ範囲 | pp.43-48(MBE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2015-12-12 (MBE) |