身体動作における人の個性の生成

本研究で用いるヒトの歩行モデルは14の体節,19の関節自由度,60の筋モデルからなる筋骨格系と神経振動子を基本構成要素としたリズム生成回路機構からなる脳神経系モデルにより構成されている.この歩行モデルは水平面上の歩行の場合,外乱に対するロバスト性を有し,安定した歩容が得られることがこれまでの研究で分かっている.しかしながら,歩行の環境が平坦な水平面以外などに変化した場合の歩容の獲得方法や外乱に対するロバスト性に関する研究は十分に検討されてこなかった.そこで本年度は,ヒトの視覚機能の利用と経験などの上位中枢からの環境適応能力を部分的にモデル化したものを従来の歩行モデルへ組み込むことにより,歩行モデルを水平面以外の環境へ適応させることを試みた.シミュレーションにより得られた階段歩行動作時の床反力や足接地時の姿勢を検証した結果,新たなメカニズムを導入することにより,シミュレータによる階段歩行動作がより実際のヒトの階段歩行動作に近づいたことが確認できた.本研究で検討した環境への適応メカニズムは,脳神経系の働きに対応していると考えられるが,脳神経生理学的な知見に基づいているものではないために真の生体のメカニズムであるかどうかはわからない.しかしながら,シミュレータと実際のヒトの間の動作の類似性から,脳神経生理学での仮説として検証されるべき事とも考えられる.一方では,シミュレータによりヒトに近い動作を生成できることは,それ自体で生体運動解析の分野でさまざまな利用価値があり,歩行ロボットの階段昇降制御などにもヒントを与えることができるものと考えている.

本研究で用いるヒトの歩行モデルは14の体節,19の関節自由度,60の筋モデルからなる筋骨格系と神経振動子を基本構成要素としたリズム生成回路機構からなる脳神経系モデルにより構成されている.この歩行モデルは水平面上の歩行の場合,外乱に対するロバスト性を有し,安定した歩容が得られることがこれまでの研究で分かっている.しかしながら,歩行の環境が平坦な水平面以外などに変化した場合の歩容の獲得方法や外乱に対するロバスト性に関する研究は十分に検討されてこなかった.そこで本年度は,ヒトの視覚機能の利用と経験などの上位中枢からの環境適応能力を部分的にモデル化したものを従来の歩行モデルへ組み込むことにより,歩行モデルを水平面以外の環境へ適応させることを試みた.シミュレーションにより得られた階段歩行動作時の床反力や足接地時の姿勢を検証した結果,新たなメカニズムを導入することにより,シミュレータによる階段歩行動作がより実際のヒトの階段歩行動作に近づいたことが確認できた.本研究で検討した環境への適応メカニズムは,脳神経系の働きに対応していると考えられるが,脳神経生理学的な知見に基づいているものではないために真の生体のメカニズムであるかどうかはわからない.しかしながら,シミュレータと実際のヒトの間の動作の類似性から,脳神経生理学での仮説として検証されるべき事とも考えられる.一方では,シミュレータによりヒトに近い動作を生成できることは,それ自体で生体運動解析の分野でさまざまな利用価値があり,歩行ロボットの階段昇降制御などにもヒントを与えることができるものと考えている.