| 講演名 | 2014-01-20 二足歩行の脚関節間シナジーにおける身体性の寄与(ニューロコンピューティングの実装及び人間科学のための解析・モデル化,一般) 豊田 誠治, 垣内田 翔子, 西井 淳, |
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| 抄録(和) | 生体は,冗長な自由度を備えた複数の関節を巧みに協調させ,多様な環境に適応した歩行運動を生成する.こうした適応的な運動は中枢神経系による制御によって生じると思われがちだが,身体の物理特性によって生成されている可能性もある.本研究は,ヒトの歩行における関節間シナジーが中枢神経系と身体性のどちらによって生じているかを明らかにするため,バネ足首を備えた股,膝,踝の3関節受動歩行ロボットにおける関節間シナジーを解析し,ヒトの場合と比較を行った.遊脚中の転倒を防ぐため,ロボットは遊脚中に踝関節が底背屈0°に達するところで踝関節を固定し,遊脚終了時に固定を解除する制御を行った.その結果,両者において,後期両脚支持期や遊脚中に振り出した足先が床に近づく瞬間に,足先の水平位置や高さを調節する関節間シナジーが観察された.すなわち,ヒトの歩行で観察される前者のシナジーは身体性によって,後者のシナジーは身体性に中枢神経系による踝関節角の変動抑制を組み合わせて生じたものであり,それぞれ重心の揺動や着地のばらつきの抑制,遊脚中のつまづきによる転倒防止に寄与していると考えられる. |
| 抄録(英) | Biped locomotion is realized by coordinating redundant degrees of freedom of our body under various environment. Such coordination mechanism of the DOFs are often discussed by respecting the central nervous system (CNS), however, it is possible that the body dynamics also plays an important role. In this study, we analyzed the leg joint synergy in a passive walker with joints at the hip, knee, and ankle, and compared the result with the synergy observed in human walking. The ankle joint of the robot was locked when the ankle reached 0 rad during the swing phase and unlocked at the end of the swing phase to avoid accidental stumbling. In both cases, large joint synergy was observed during the second dubble-support phase and the middle of the swing phase when the toe takes the lowest height, which would contribute to suppress the fluctuation of the center of gravity and posture at touch-down and to avoid accidental stumbling, respectively. This result suggests that the body dynamics would contribute to these synergies and the control of the ankle joint by the CNS would also works for the latter synergy. |
| キーワード(和) | 歩行 / 関節間シナジー / 関節間協調 / 受動歩行 / UCM解析 |
| キーワード(英) | walking / joint synergy / joint coordination / passive walking / UCM analysis |
| 資料番号 | NC2013-75 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC |
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| 開催期間 | 2014/1/13(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Neurocomputing (NC) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 二足歩行の脚関節間シナジーにおける身体性の寄与(ニューロコンピューティングの実装及び人間科学のための解析・モデル化,一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Toward Understanding Leg Joint Synergy in Bipedal Walking from Body Dynamics |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 歩行 / walking |
| キーワード(2)（和/英） | 関節間シナジー / joint synergy |
| キーワード(3)（和/英） | 関節間協調 / joint coordination |
| キーワード(4)（和/英） | 受動歩行 / passive walking |
| キーワード(5)（和/英） | UCM解析 / UCM analysis |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 豊田 誠治 / Seiji TOYOTA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 山口大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Yamaguchi University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 垣内田 翔子 / Shoko KAICHIDA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 山口大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Yamaguchi University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 西井 淳 / Jun NISHII |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 山口大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Yamaguchi University |
| 発表年月日 | 2014-01-20 |
| 資料番号 | NC2013-75 |
| 巻番号（vol） | vol.113 |
| 号番号（no） | 382 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |