心拍・呼吸情報並列制御型自転車エルゴメータの開発

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本研究は2つの内容から構成され、それぞれ以下のような実績となった。1.呼吸情報のフィードバック機構の構築と並列処理システムの構築エルゴメータの負荷制御を心拍数と呼吸数の併用によって制御するシステムを構築した。システムの概要は以下のとおりである。心拍数、呼吸数の目標値(最大値)と下限値(最小値)を設定・入力し、運動開始後負荷は心拍数、呼吸数のいずれか先に目標値に到達するまでランプ状に漸増され、目標値に到達すると再度心拍数、呼吸数が下限値に下がるまで負荷は低下する。すなわち負荷は心拍数、呼吸数の入力された最大値、最小値間を負荷制御優先因子を選択しながら、波状に変動するものである。なお制御プログラム及び処理概要は次のとおりである。(1)使用OS:MS-DOS(2)開発言語:N88-BASIC(3)処理選択:メニュー方式(4)制御・計測時間:最大30min(5)サンプリング時間:1sec(6)サンプリング間隔:15sec(7)制御プログラムステップ:最大50ステップ(8)負荷制御:心拍数制御、呼吸数制御、並列制御2.呼吸情報のフィードバック制御の信頼性の検証と精度の向上負荷制御因子としての心拍数、呼吸数について以下のことが明らかとなった。(1)負荷が低い場合、呼吸数は負荷漸増に対して規則性は持たず、この場合は心拍数が優先因子となる。(2)負荷が高くなると、呼吸数は負荷漸増に対して規則性を持つために、高い負荷においては並列制御が有効となる。(3)ただし負荷が低い場合、呼吸の周波数特性を考慮すると心拍数よりも有効な負荷制御因子となることが明らかとなった。