垂直跳びにおける下肢筋群の力制御に関する研究

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本研究の目的は,人体の筋腱モデルを構築し,運動中の筋力発揮パターンを推定して,垂直跳び運動遂行に必要な,人の力制御の方式に関する知見を得ることにある.本研究は,つぎの段階を踏んで進められる.1 人体運動をシュミレーションできる剛体リンクモデルの構築.2 筋腱モデルに関する文献の調査と筋腱モデルの構築.3 垂直跳び運動の運動学および動力学的測定実験によるデータの収集.4 実験データを筋腱モデルに入力することによる筋力の推定.このうち,本年度は,筋腱モデル作成の基礎研究として,「1」と「2」を行なった.○「1」に関して: 人の垂直跳び運動をシミュレートする2次元4リンク機構をもつモデルをコンピュータ上に作成した.このモデルは,爪先,足首,膝,および腰の4つの関節にトルクを与えると,関節が動くことによって身体が変位する(順動力学モデル),また逆に,時間的な関節変位を与えると,その変位に必要な関節トルクを得ることができる(逆動力学モデル),という機能を持たせてある.両機能における角変位とトルクは,互いに入力と出力の関係にあり,プログラムの検証が可能となる.○「2」に関して: 筋腱モデルに関する文献を収集,調査した結果,Pandy and Zajacらの用いた筋腱モデルが,今回対象としている垂直跳び運動のモデルとして適していると判断した.一方,この論文中に明記されていない,筋長一筋力関係の数学的記述および筋付着位置について適当な推定を行なった.○今後の研究の展開: まず,「1」のモデルに関してモデルの検証を行なった後,筋腱モデルをコンピュータ上に構築し,垂直跳びの実験を行ない,垂直跳び運動における筋力の発揮パターン推定へと進む予定である.