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運動が上達するとは

研究報告コード R993100856
掲載日 2007年5月11日
研究者
  • 片山 正純
研究者所属機関
  • 豊橋技術科学大学情報工学系
研究機関
  • 豊橋技術科学大学情報工学系
報告名称 運動が上達するとは
報告概要 ヒトがコップを掴んで水を飲む運動を例にとり,到達運動のための軌道形成・座標変換・制御と調節・予測機構を脳の働きと関連づけて検討した(図1)。ヒトが到達運動を行う場合,筋反射は迅速に対応するが,脳はフィードバック制御だけでは神経伝達速度が関連して迅速な対応ができないから,学習機構により脳内に獲得した腕や対象物の内部モデルを利用して対応する。著者は従来研究されていない筋や反射に関する可変粘弾性などの調節機構の利用に言及し,効率的な学習制御機構をモデルで考察した。腕を硬く,つまり屈筋・伸筋ともに緊張させた状態で運動誤差を小さくしながら,ゆっくりとした運動を学習し,学習の進行にしたがつて内部モデルを利用し,腕を柔らかくし,早い運動を学習するのが効果的であった。この学習制御モデルについて数式および図により概説し(図2),さらに粘弾性を調節した場合と固定した場合について比較し,前者が効果的であることをグラフで示した(図3)。
画像

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研究分野
  • 心理学一般
  • 筋肉・運動系一般
  • 中枢神経系
  • 筋骨格系・皮膚モデル
  • 脳・神経系モデル
関連発表論文 (1)Katayama, M., M. Kawato: A neural control model which learns virtual trajectories for multi-joint arm movements, Biological Cybernetics, submitted.
(2)福田浩士,福村直博,片山正純,宇野洋二:ヒトの把持運動制御における対象物認知と把持形状生成,電子情報通信学会論文誌,1998投稿中.
(3)片山正純:腕の運動計測と運動制御;計測自動制御学会誌,Vol.36,pp.615-621,1997.
(4)Katayama, M., S. Inoue, M. Kawato: A strategy of motor learning using adjustable parameters for arm movement, Proceedings of the 20th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, pp.β2370-2373, 1998.
(5)Katayama, M., K. Asada, X.Z. Zheng, M. Yamakita, and K. Ito: Self-organization of a task oriented visuo-motor map for a redundant arm. Proceedings of the 5th IEEE International Conference on Emerging Thechnologies and Factory Automation, pp.302-308, 1996.
(6)井上聡,片山正純,福村直博,宇野洋二,川人光男:粘弾性調節及び運動時間調節を用いた内部モデル学習制御,第10回バイオエンジニアリング講演会,広島大学,419-420,1998.
(7)井上聡,片山正純,福村直博,宇野洋二:粘弾性調節機構を用いた筋骨格系の学習制御モデル,第12回生体生理工学シンポジウム論文集,pp.341-344,1997.
(8)福田浩士,福村直博,片山正純,宇野洋二:ヒトの把持運動における力分配,第12回生体生理工学シンポジウム論文集,pp.421-424,1997.
(9)小池武,片山正純,鄭心知,伊藤宏司:対象物把持のための手の形状生成モデル,電子情報通信学会技術研究報告NC95,Vol.96,No.599,pp.15-22,1997.
(10)北村卓也,片山正純,鄭心知,伊藤宏司:両手協調動作における手先インピーダンス同定,第11回生体生理工学シンポジウム論文集,pp.353-356,1996.
(11)小池武,片山正純,鄭心知,伊藤宏司:対象物操作におけるPreshapingのモデル化,第11回生体生理工学シンポジウム論文集,pp.205-208,1996.
(12)山口晃,片山正純,鄭心知,伊藤宏司:筋電信号を用いた手・腕動作の推定,第11回生体生理工学シンポジウム論文集,pp.349-352,1996.
研究制度
  • さきがけ研究21、「知と構成」領域/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 片山 正純. 運動が上達するとは. 「さきがけ研究21」研究報告会「知と構成」領域 講演要旨集(研究期間1995-1998),1998. p.17 - 22.

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