骨格筋の成長に効果的な最小負荷を推定可能な訓練システムの構築

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まず，抵抗運動を実施する上で一般的に用いられるゴムバンドの力特性を模するワイヤ駆動式のハードウェアを開発することができた．慣性計測装置により関節角度を取得する方式にしたため，将来的に多様な関節に対してゴムバンド式ワイヤ張力制御に基づく抵抗訓練を実施できる見込みが得られた．さらに，人へ抵抗負荷を印加した際の筋電図（EMG）情報をリアルタイムに取得することで，個人に応じて適応的に印加抵抗負荷量を調整可能なインタラクティブな訓練ロボットを開発することができた．この時，抵抗力とEMG積分値の関係が２対数曲線で近似することができた．漸増的に抵抗負荷を増大させたときに，抵抗力－EMG積分値のプロットが，あるタイミングで１つ目の対数近似曲線から逸脱することが分かった．本研究では，この逸脱するプロットの抵抗力が筋肥大に有効な最小負荷であると考え調査を進めた．実際に，筋量の異なる若年者6名と高齢者4名の計10名でロボットによる抵抗負荷実験を実施したデータを解析した．若年者6名において，逸脱プロットから導出した抵抗負荷と装置が印加可能な一段階下の抵抗負荷を比較したところ，導出した抵抗負荷でのみ大腿部が膨張していることが分かった．また，導出した抵抗負荷によって高齢者４名の大腿部の直径も膨張させられることが分かった．従って，本ロボットを用いることで，各人にとっての最小負荷を導出することでき，それらの抵抗負荷を印加することで効果的に筋肥大を促進できることが示唆された．