スポーツ動作の特異性を考慮したトレーニングマシーンの開発

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本研究ではインピーダンストレーニング機器の開発ならびに超音波画像処理を用いた筋・腱の運動解析を中心に進めた その結果,得られた成果は以下に要約される.[1]インピーダンストレーニング機器の開発DDモーターを使用して,肘関節屈曲・伸展トレーニング用の機器の開発を行った任意のインピーダンスを呈示することで,過負荷と特異性の原理を両立できるトレーニング負荷の実現を目指した.また,呈示するインピーダンスは,可変制御できるシステムを目指した.本装置は,トレーニングマシーンであるため,常に人間と接触するため,装置の安全性には格別の配慮をし,運動可動域を越えた時点で強制的に停止するようにした.また,安全スイッチによる停止もできるようにした.トレーニング負荷となるインピータンスの呈示は,ルンゲ・クノタ・シル法を用いたPDフィードハンク制御を用いて行った.現在までのところ,剛性,粘性の呈示は理論値とほぼ近似した出力値を示す.その一方で,慣性の値については,理論値と出力値にばらつきが見られる.この慣性項の精度を高めることにより,任意のインピーダンスを呈示し,また可変制御可能なトレーニングシステムが完成できる.[2]超音波画像処理を用いた筋・腱の運動解析足関節を動的に活動させた時の前脛骨筋の超音波画像をとり,それをリアルタイムで処理して,羽状角度を提示することを行ってきた.また,筋束・腱板の接合点をマーキングしてその接合点移動距離を計側するソフトを開発し,測定精度を高めた.