ネコの歩行における小脳による歩容適応メカニズムの四足ロボットを用いた構成論的理解

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前年(2021)度提案した視床ネコのスプリットベルト適応の構成論的モデルを改善するために，より下位の脊髄ネコのモデルを再定義した．本研究も含まれる「非線形力学系と環境との相互作用による運動創発とその構成論的理解」においては，運動の生成・遷移・適応はすべて同等と考えられる．従って，このモデルの妥当性を検証するために，脊髄ネコの自律適応的な歩容「生成・遷移」と「適応」のシミュレーションによる再現を行った．生成・遷移については，トレッドミル上の脊髄ネコ・後二脚実験(Forssberg 1980)の再現を行い，左右逆位相の歩行生成と歩行・走行遷移を示した．適応については，スプリットベルト・トレッドミル上の脊髄ネコ・後二脚実験(Frigon 2017)の再現を行った．視床ネコで観察された脊髄レベルでの腰伸展による遊脚期間調節に関して，前年度提案した自脚での延長(SAS, Self Adjustment of the Swing phase duration)と対脚での短縮(CAS, Contralateral Adjustment of the Swing phase duration)を用い，脊髄ネコモデルと組み合わせた．シミュレーション結果として，通常スプリットベルト適応では左右着地間位相差が0.5に保たれること，低速スプリットベルト適応では保たれず左右1:2ステップ歩容が現れることを再現した．さらに，この過程を簡略化した「歩容計算モデル」により再現し，腰伸展・屈曲と脚負荷という感覚情報がスプリットベルト適応で果たす役割を明確に示した．これらの結果から，歩容生成・遷移・適応における提案した脊髄ネコモデルの妥当性を示すことができた．