環境の変化と身体運動システムの変動の関連

环境变化与身体运动系统波动的关系

• 批准号: 09780034
• 负责人: 山田 憲政
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hokkaido University
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780034/
• 关键词: 周期運動; フラクタル; 歩行

本研究の目的は,環境がほぼ一定である場合ステレオタイプな周期運動で観察されるゆらぎが,運動中の外部環境の変化に伴いどのように変化するかを,複雑な時系列データを処理する手法を用いて明らかにすることであり,本年は2年計画の1年目に当たり,動的な環境における運動システムの変動と対比させる基礎データとして,一定な環境における歩行のリズム及び関節角度の変動の定量化を目的として実験を行った.実験は,被験者の足関節・膝関節・股関節にゴニオメーター,腰部に加速度計を装着して,トレッドミル上で一定の速度で歩行を行わせた.それらの電気データをA/D変換器を用いてコンピューターに取り込み腰部に装着した加速度計の信号から,毎回のストライド間の時間を計算した.また,各関節に装着したゴニオメーターから,各関節角度の時間的変化を得,これらの時系列データの変動に関与するパラメータの数を,時系列データの次元解析の手法を用いて推定した.さらに,複雑性の指標(リアプノフ指数)を計算した.その結果,一定の速度での歩行中の運動リズムはフラクタル性を持つことが明らかにされた.さらに,歩行中の股関節,膝関節,足関節の時間的変化はカオス的であり,その複雑性は股関節,膝関節,足関節の順に増加することが明らかにされた.

这项研究的目的是阐明在刻板印象的周期性运动中观察到的波动如何随着处理复杂时间序列数据的方法而随着外部环境的变化而变化。今年是为期两年计划的第一年，是为了量化在恒定环境中行走的节奏和关节角度的波动，作为比较在动态环境中运动系统波动的基础数据。进行了实验，以量化恒定环境中行走节奏和关节角的波动，使用脚踝，膝盖和髋关节上的性腺和臀部的臀部关节和加速度计的臀部关节，并且步行速度在跑步机上进行。这些电气数据用于使用A/D转换器使用A/D转换器比较这些电气数据。步幅之间的时间是根据计算机安装在腰部区域中的加速度计的信号计算的。每个关节角度的时间变化是从每个关节连接的Gonii仪中获得的，并且使用时间序列数据的尺寸分析方法估算了这些时间序列数据变化的参数数量。此外，计算了复杂性指数（Lyapunov指数）。结果表明，在恒定速度行走过程中，电动机的节奏是分形的。此外，步行过程中臀部，膝盖和脚踝关节的时间变化是混乱的，臀部，膝盖和脚踝关节的复杂性增加。