| 講演名 | 2016-11-19 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(群馬大), 鈴木 琢巳(群馬大), 古屋 友博(群馬大), |
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| 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． |
| 抄録(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 |
| キーワード(英) | Reaching / Hand joint / Feedback control model / Hand joint torque / Inertia torque / Co-contraction / Freezing |
| 資料番号 | MBE2016-56 |
| 発行日 | 2016-11-11 (MBE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE / NC |
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| 開催期間 | 2016/11/18(から2日開催) |
| 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） | |
| 委員長氏名（和） | 福岡 豊(工学院大) / 佐藤 茂雄(東北大) |
| 委員長氏名（英） | Yutaka Fukuoka(Kogakuin Univ.) / Shigeo Sato(Tohoku Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 中島 一樹(富山大) / 萩原 将文(慶大) |
| 副委員長氏名（英） | Kazuki Nakajima(Univ. of Toyama) / Masafumi Hagiwara(Keio Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 田中 久弥(工学院大) / 高野 博史(富山県立大) / 田中 宏喜(京都産大) / 青西 亨(東工大) |
| 幹事氏名（英） | Hisaya Tanaka(Kogakuin Univ.) / Hiroshi Takano(Toyama Pref. Univ.) / Hiroki Tanaka(Kyoto Sangyo Univ.) / Toru Aonishi(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 堀江 亮太(芝浦工大) / 金 主賢(富山大) / 秋間 学尚(東北大) / 篠沢 佳久(慶大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Ryota Horie(Shibaura Inst. of Tech.) / Kim Juhyon(Univ. of Toyama) / Hisanao Akima(Tohoku Univ.) / Yoshihisa Shinozawa(Keio 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） | 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（和） | |
| 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 |
| 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） | 鈴木 琢巳 / Takumi Suzuki |
| 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） | 古屋 友博 / Tomohiro Furuya |
| 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 | 2016-11-19 |
| 資料番号 | MBE2016-56 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | MBE-312 |
| ページ範囲 | pp.39-44(MBE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2016-11-11 (MBE) |