非ホロノミック拘束運動における感覚・運動特性の解析とリハビリ支援ロボットへの応用

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平成19年度は既存の仮想拘束運動解析装置を利用して,人間の手先力知覚特性は上肢筋群の活動レベルに大きく左右されないことを新規に発見した.そしてまた,上肢運動訓練の一例として仮想テニス作業を実験装置に実装し,運動負荷に対する手先軌道の定量的解析とモデル化を行った.主要な結果は以下の通りである.1.人間の手先力知覚特性における方向性が上肢筋群の活動レベルによって変化するかを明らかにすることを目的として,健常者5名による新たな測定実験を行なった.被験者には指定した部位での筋活動レベルを調節させ,手先へ提示した右手横方向の標準刺激を記憶させた後,比較刺激として前方向への反力負荷の大きさを知覚させて口頭試問形式により回答させた.その結果,筋活動状態を変化させても手先力知覚特性の方向性が見られ,また,標準刺激に対する比較刺激の比率はほぼ保存されることを明らかにした.2.人間の感覚・運動特性を考慮した上肢運動訓練の一例として,仮想拘束運動解析装置(現有機)に仮想テニス作業を実装した.選択課題は,運動負荷に加えて動作タイミングに対する拘束条件を付加した運動を要することとなる.健常者8名による訓隷実験を通して仮想テニス中の上肢運動特性を解析し,非熟練者が拘東条件に対して適切な運動特性を獲得する過程を明らかにした.また,熟練者の運動特性を訓練規範としてシステムに組込む事を目的として,躍度最小モデルによる手先軌道のモデル化に成功した.