ヒト腕到達運動の運動時間最適制御モデルの定式化

摘要

我々は，手関節にフリージング機構を導入した3関節腕機構と消費エネルギー最小化規範を組み合わせた3関節腕運動最適制御モデルを構築し，ヒトの2点間到達運動特性の再現に対する有効性を示したが，運動時間は最適化できなかった．本研究では，従来モデルの評価関数に運動時間評価項（運動時間関数と重みの積）を導入し，運動時間の最適化も行える最適制御モデルに拡張する．その結果，（1）提案モデルは，手先軌道と運動時間の両方に対して最適化が可能であること，（2）実測運動時間と最適予測運動時間の平均誤差を30.5ms以下にできること，（3）提案モデルから導出された最適手先軌道は，運動時間関数に関係なく実測軌道と良く一致することが示される．以上の結果は，本提案モデルがヒト腕運動制御機構のより汎用的な数理モデルになり得ること，及び，ヒト腕到達運動の運動時間が時間以外の情報により制御されている可能性を示唆する．