静止立位姿勢時における姿勢制御モデルに関する研究-前後運動の制御における非対称性の分析

摘要

静止立位時、人は前後·左右方向に揺らいでおり、揺らぎの大きさは運動能力の１つの指標として用いられている。静止立位姿勢の代表的な指標としては、Fig.1 で示す身体の重心(Center of mass: COM)と足底圧中心(Center of pressure: COP)の2 つがある。これらについて一般的に計測されているのは、床面計を用いたCOP 変位、ハイスピードカメラを用いた身体の変動、COM 変位とみなした腰部の変位3)などである。しかし、感覚器官（主に視覚、三半規管）による人体運動の検出から筋肉への伝達指令はブラックボックスであり、上記の指標のみでは十分な評価が難しい。一方で、COM とCOP の変位のずれは姿勢を保つ復元トルクの発生要因となっているため、人体の姿勢と復元トルクを計測·計算することで、制御システムとしての解析ができる。本研究においては人の姿勢や荷重中心を観測し、その結果から、観測される揺らぎの大きさのみならず、より詳細な運動能力の評価を目指す。従来の研究において、線形制御系を仮定したパラメータ同定などの例はあるが、人間が線形制御系的な制御を行っているという合理的な理由はない。本研究は静止立位の制御モデルのおける非線形特性を抽出することを目標とする。