対象物操作のための対象物の内部モデルに関する研究

用于对象操作的对象内部模型研究

基本信息

批准号：
10750318
负责人：
片山正純
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

人は様々な対象物を巧みに操作することができる.この視覚・運動制御系における制御ループには,大きな時間遅れが存在する.このため,単純なフィードバック制御だけでは対象物を巧みに操作できない.この観点から,本研究では,対象物の内部モデルを学習により獲得し,その内部モデルを用いた運動計画や予測が本質的や役割を果たしていると考えている.この観点から研究を行い,得られた研究成果を列挙する.(1)把持運動の錯視の影響本研究では,力覚提示装置(PHANToM2台)を用いた把持・到達運動計測装置を構築した.この装置を用いることにより,対象物の動特性を任意に設定したり,瞬時に変更したりできるようになり,様々な計測条件で把持・到達運動について計測できるようになった.この装置を用いて,最近提案されたGoodaleの行動・認知仮説の検証を行った結果,Goodaleの仮説が正しいとは言えないことを明らかにした.(2)対象物操作における把持力の生成上述の把持・到達運動計測装置を用いて,人が様々な対象物を操作するときの把持力と負荷力について計測・解析した.この結果,対象物を精密把持(親指と指示指の指先でつまむこと)して持ち上げる運動において,運動開始から250[ms]付近までの把持力は主に計画されていることが明らかになった.さらに,250[ms]以降から体性感覚フィードバックにより把持力が修正され始めるが,そのゲインは非常に小さいことが明らかになった.この結果から,対象物を把持して持ち上げる運動において,把持力は主に計画されていると言える.(3)内部モデルと運動計画視覚的予測の必要な視覚・運動課題において,視覚的予測に基づいて,運動環境(対象物)の動特性を考慮して,筋活動を開始するタイミングと屈筋と伸筋の同時活性化レベルを計画していることを実験的に確かめた.この結果は,繰り返し試行することにより運動環境の内部モデルを獲得し,その内部モデルを用いて運動計画していることを示唆している.

人类可以巧妙地操纵各种物体。在此视觉/电机控制系统中，控制循环的时间延迟很大。因此，简单的反馈控制不能用于巧妙地操纵对象。从这个角度来看，在这项研究中，我们认为对象的内部模型是通过学习获得的，使用内部模型的运动计划和预测起着至关重要的作用。从这个角度来看，我们进行研究并列出了获得的结果。（1）在这项研究中，抓紧运动的光学错觉的影响，我们使用力传感器显示器（2个幻影单元）构建了一个抓地力和达到运动测量设备。通过使用此设备，可以任意并立即更改对象的动态特性，从而可以在各种测量条件下测量握把和到达运动。使用此设备，我们已经验证了Goodale最近提出的行为和认知假设，并且已经揭示了Goodale的假设不能说是正确的。（2）使用固定和到达运动测量设备上面的物体操纵中的抓地力产生，当一个人操纵各种物体时，我们测量并分析了握紧力和负载力。该结果表明，当物体精确地握住（用指示指示剂手指的拇指和指尖捏住）时，从机芯开始开始时，握住的力主要是计划的。此外，据透露，从250毫秒开始的体感觉反馈开始纠正抓地力，但这种增益很小。该结果表明目标的增益很小。可以说，握紧力主要是在抓紧和提起物体的运动中计划的。（3）在需要视觉预测的视觉和运动任务中的内部模型和运动计划中，我们在实验上确认，基于视觉预测，计划了开始肌肉活动的时间和屈肌和伸肌的同时激活水平，考虑到运动环境的动态特征（对象）。该结果表明，通过反复尝试运动环境的内部模型，可以获取内部模型，并使用内部模型计划运动。