自律顎運動シミュレータのアクチュエータ制御における伸張反射系の改良

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我々は,ヒトの顎運動制御メカニズムの解明を目的として自律顎運動シミュレータJSN/1を開発してきた.今回は,顎二腹筋アクチュエータの追加とアクチュエータ制御における伸張反射の改良を目的とする.これまでJSN/1には,咬筋,外側翼突筋アクチュエータが装着されていたが、今回さらに顎二腹筋アクチュエータを追加した.また従来のアクチュエータ制御は,咬合相以外,位置制御になっており,あやつり人形のように筋の長さを完全に制御していた.しかし開口筋には筋紡錘は認められず,閉口筋でも筋の長さを完全に制御しているとは考えにくい.そこで今回は,筋の長さ情報のフィードバック,すなわち伸張反射系の動作レベルを可変とし,筋と運動相により,そのレベルを変化できるようにした.これはα-γ連関による伸張反射系の可変性をシミュレートしたものである.開口筋の顎二腹筋では,筋の長さはフィードバックせず,外側翼突筋では,閉口相と咬合相で伸張反射系を機能することにした.咬筋は開口相では単なる弾性体として働き,閉口相と咬合相だけ活動することにした.以上の新しい制御系をシミュレータに組み込み,開閉口運動を行わせた結果,従来よりも自然な運動を実現できることを確認した.