軌道追従タスクにおける多関節腕の協調制御

摘要

本研究では，人間が一次元の手先の目標軌道を追従する，一次元軌道追従タスクを行う動作を計測し，解析を行った．このタスクにおいて，追従方向と直交する方向はタスクの達成とは関係の無い方向である．計測結果として，終端姿勢において被験者の手先はタスク達成と関係の無い方向に大きくばらついた．また，接線速度の概形はベル型であり，小さなピークが多く含まれていた．UCM解析を用いて関節間協調を定量的に評価した結果，タスクの達成に影響を与えないばらつきが時間と共に増加した．これらの運動学的な特徴や関節間協調の特徴は，我々が提案したUCM参照フィードバック制御法によってよく再現された．UCM参照フィードバック制御法は，時々刻々と目標UCM空間を生成し，UCM空間上から最適な一点を選び続ける制御方策である．これらの結果は，人間はUCM空間を参照することによって，タスク達成に関係の無いばらつきを許容しながら，多関節を協調的に制御していることを示唆している．また，人間の視覚運動制御系においてUCM空間の神経表現が存在している可能性があることを示唆している．