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生体支持運動系に於ける二関節筋の機能的特性に関する研究

生物支持运动系统中双关节肌肉的功能特性研究

基本信息

批准号：
05221226
负责人：
熊本水頼
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Toyama Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至 1994
项目状态：
已结题

项目摘要

生体支持運動系の上肢上腕部、下肢大腿部に相拮抗するペアとして存在する二関節筋の機能的特性を明らかにするため、3セグメント2関節からなるリンクについて、各関節に相拮抗する一関節筋群、両関節に跨って着く拮抗二関節筋群を具備した機械的筋骨格系モデルを構築し、制御工学的シミュレーション解析、空気圧制御ゴム人口筋を実装したアームロボットによる実験的解析並びにヒトを対象とした動作筋電図学的解析を並行して行い、検討を進めた。等尺的条件下で系先端に最大の力を発揮させたときの作用線の方向と系の剛性分布を調べたところ、拮抗二関節筋の存在下では両関節を結ぶ方向、生体では手関節と肩関節、或は足関節と股関節を結ぶ方向が最も剛性が高くなり、作用線の方向と二関節筋群の活動様相の変化並びに系の出力の変化はヒトの動作筋電図学的解析結果と一致していた。また作用線の方向が変化しても剛性分布を示す楕円の方向と形状に変化は見られなかった。ところが二関節筋がなく拮抗一関節筋のみの場合、最も剛性の高い方向は手関節或は足関節と、肩関節と肘関節の中間或い股関節と膝関節の中間を結ぶ方向となった。さらに作用線の方向の変化は剛性分布を示す楕円の方向並びに形状の変化をもたらした。一関節主働2のみの場合楕円の変化はさらに大きくなった。すなわち拮抗二関節筋の存在は生体支持運動系に擾乱が加えられた場合、常に安定した対応を可能にしていると言える。昨年度拮抗二関節筋の存在が運動系先端の位置と力の独立制御を可能にすることを明らかにしたが、それに加えて安定した剛性制御をも容易にしていることが明かとなった。生体支持運動系は拮抗二関節筋の存在で、末梢からのフィードバック情報無しでも、滑らかで正確、かつ多少の擾乱にも安定した動作を可能にしていると考えられる。

The functional characteristics of the two joint tendons in the upper arm and lower leg of the bio-support movement system are analyzed and analyzed. The analysis of the air pressure control system is carried out in parallel with the analysis of the motion control system. Under the condition of equal length, the maximum force of the tip of the system, the direction of the line of action, the rigidity distribution of the system, the adjustment of the direction of the joint, the opposition of the two joints, the direction of the joint, the hand joint, the shoulder joint, or the foot joint. The direction of the action line is consistent with the change of the motion phase of the two joint tendons and the analysis results of the action tendon electrodynamics of the system are consistent. The direction of the line of action changes and the rigidity distribution changes. The two joint tendons are opposite to each other. The most rigid joint is the hand joint or the foot joint. The shoulder joint is the middle of the elbow joint. The middle of the knee joint is the joint direction. The direction of the action line is changed, and the rigidity distribution is changed. A joint of the main body of the case 2, the main body of the case The existence of antagonistic two-joint tendons is a disturbance to the system of biological support motion, and it is often stable and possible. The existence of antagonistic two-joint tendons makes it possible to control the position and force of the apex of the motion system independently. The biological support movement system opposes the existence of the two joint tendons, the distal end of the joint tendon, the information of the joint tendon, the sliding movement, the disturbance of the joint tendon, the stability of the joint tendon, the movement of the joint tendon, and the movement of the joint tendon.