接触作業における人間の運動制御メカニズムの解明と運動機能訓練支援システムへの応用

本年度は,前年度までに行った仮想拘束運動解析装置による研究を基にして,環境拘束に着目した上肢運動訓練支援システムを開発した.そして,1軸の回転運動訓練プログラムを作成し,ロボットに設定する環境ダイナミクスと手先運動特性の関係を解析評価することで,環境拘束と健常者の手先速度波形の関係を明確にした.主要な結果は以下の通りである.1.拘束回転作業訓練支援システム本システムは,(1)訓練者の上肢運動(手先位置,手先力,上肢姿勢)を解析評価する運動評価部,(2)ロボットの可変インピーダンス制御と訓練者の手先運動補助力を調節するためのロボット制御部,(3)訓練情報を提示するバイオフィードバック部の3つのサブシステムで構成した.そして,自動車のステアリング操作を想定した拘束回転運動プログラムを実装し,環境拘束を考慮に入れた運動訓練および解析評価を可能とした.2.環境拘束条件に対する手先運動特性の解析健常者による基礎訓練実験を行い,習熟度による手先空間・時間軌道の特徴変化を解析した.そして,環境ダイナミクスが変化しても習熟後は手先速度波形がほぼ一定となることを明らかにした.このことはつまり,正常な感覚・運動機能を訓練ならびに解析評価するうえで,手先速度波形を訓練規範とする訓練法が有用であることを示す知見である.

本年度は,前年度までに行った仮想拘束運動解析装置による研究を基にして,環境拘束に着目した上肢運動訓練支援システムを開発した.そして,1軸の回転運動訓練プログラムを作成し,ロボットに設定する環境ダイナミクスと手先運動特性の関係を解析評価することで,環境拘束と健常者の手先速度波形の関係を明確にした.主要な結果は以下の通りである.1.拘束回転作業訓練支援システム本システムは,(1)訓練者の上肢運動(手先位置,手先力,上肢姿勢)を解析評価する運動評価部,(2)ロボットの可変インピーダンス制御と訓練者の手先運動補助力を調節するためのロボット制御部,(3)訓練情報を提示するバイオフィードバック部の3つのサブシステムで構成した.そして,自動車のステアリング操作を想定した拘束回転運動プログラムを実装し,環境拘束を考慮に入れた運動訓練および解析評価を可能とした.2.環境拘束条件に対する手先運動特性の解析健常者による基礎訓練実験を行い,習熟度による手先空間・時間軌道の特徴変化を解析した.そして,環境ダイナミクスが変化しても習熟後は手先速度波形がほぼ一定となることを明らかにした.このことはつまり,正常な感覚・運動機能を訓練ならびに解析評価するうえで,手先速度波形を訓練規範とする訓練法が有用であることを示す知見である.