バイオメカニズム学会誌
Print ISSN : 0285-0885
38 巻, 1 号
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解説
  • 持丸 正明
    2014 年38 巻1 号 p. 2
    発行日: 2014年
    公開日: 2016/04/16
    ジャーナル フリー
  • 下条 誠
    2014 年38 巻1 号 p. 3-10
    発行日: 2014年
    公開日: 2016/04/16
    ジャーナル フリー
    人間の手の工学的実現についてロボットハンドと義手の研究開発の歴史と現状について述べた.その工学的実現では,機能“Dexterity”と形態“Anthropomorphism”の2つの側面があり,その紹介を行う.ロボットハンドでは,1970年代の巧みな把持操作を行う多指ハンドから現在の先端的なハンドについて述べる.また義手については,市販されている義手から,現在米国で開発が進んでいる最新のハンド・アームシステムの研究開発について紹介する.
  • 多田 充徳, 中村 俊康
    2014 年38 巻1 号 p. 11-17
    発行日: 2014年
    公開日: 2016/04/16
    ジャーナル フリー
    手指の関節運動は複雑な筋腱ネットワークの相互作用から生み出されている.今までの解剖学的な研究により,それぞれの筋腱が個別に関与する関節運動については明らかになっている.しかし,複数の筋腱を同時に駆動した際に発生する相互作用と,それが関節運動に与える影響については未だに明らかにされていない.これを解明するには屍体標本と計測制御技術を併用した実験が有効である.本稿では,屍体標本を対象にセンサやアクチュエータを用いて手指の運動機能(モーメントアーム長,指先発揮力,そして関節運動のように手指の運動に関わる機能)を計測,モデル化した研究を概観する.また,筆者らが開発した筋腱駆動装置の構成,この装置とモーションキャプチャ装置を用いて屍体標本の示指関節運動を計測した結果,そして深指屈筋による関節運動に虫様筋の活動が与える影響を計測した結果を紹介する.
  • Shinjiro SUEDA, Dinesh K. PAI
    2014 年38 巻1 号 p. 19-24
    発行日: 2014年
    公開日: 2016/04/16
    ジャーナル フリー
    This is a short survey of musculoskeletal hand models in computer graphics. We review a number of simulation models under six categories: example-based, passive muscles, joint torques, moment arms, dynamic strands, and volumetric.
  • 宮田 なつき
    2014 年38 巻1 号 p. 25-30
    発行日: 2014年
    公開日: 2016/04/16
    ジャーナル フリー
    本稿では,製品設計に活用することを目的に開発されている人の手機能の計算機モデル(デジタルハンド)について解説する.設計支援では,まずユーザの特徴を特定したうえでそのユーザを表すモデルを生成し,次に各ユーザの挙動を推定し,最後に推定された挙動の評価を通じて製品の評価を行う.本稿ではこの流れにそって,製品設計に手の機能モデルを活用するための技術や課題について,現状を紹介する.
  • 星野 聖, 以後 直樹
    2014 年38 巻1 号 p. 31-37
    発行日: 2014年
    公開日: 2016/04/16
    ジャーナル フリー
    手は,人間の体において最も器用で巧みな作業を行うことができる部位である.器用なロボットハンドを実現する場 合,人間の手に近い自由度を持たせることが近道であるが,アクチュエータや動力伝達機構のため,人間の手の大きさよりも大きく重くなってしまう.そこで,各指の開閉に必要な自由度等を減らし,また,機械でのみ実現できる機能や機構を付与することで,人間の手のような器用さや巧みさを保持しながら,同程度の大きさや重さに近づけている.本稿では,最新の研究動向や開発動向を交えながら,さまざまな特徴を持つヒト型多指ロボットハンドを紹介する.
  • 横井 浩史, 矢吹 佳子, 關 達也, 中村 達弘, 森下 壮一郎, 加藤 龍, 高木 岳彦, 高山 真一郎
    2014 年38 巻1 号 p. 39-46
    発行日: 2014年
    公開日: 2016/04/16
    ジャーナル フリー
    筋電は,筋収縮を促す神経信号の一種であり,筋膜上を伝搬する電位の波である.近年,筋電を用いてロボットを制御するような応用研究が盛んに行われるようになってきており,電気・電子工学や情報・通信工学,機械・ロボット工学などの分野で大きな進歩を見せている.また,医学と工学の連携も進みつつあり,運動と感覚の機能再建に向けた最先端技術の応用研究も現実味を帯びてきた.本論は,筋電位を入力信号として用いた義手開発の現状について,多自由度の制御に関するトピックスを中心として最新の研究成果をまとめた.
  • 田中 由浩, 佐野 明人
    2014 年38 巻1 号 p. 47-52
    発行日: 2014年
    公開日: 2016/04/16
    ジャーナル フリー
    触覚は,体表全体に備わっているが,特に手が果たす役割は大きい.人は触れることで,対象の形状や質感を知覚することができる.また,滑りの予知など巧みな操作に不可欠な知覚もある.触知覚は,対象と皮膚との力学的相互作用による皮膚の変形や熱の移動を機械受容器が取得することで行われている.皮膚は,機械受容器にとって一種の力学的フィルタであり,人の手や指,皮膚の構造には,触知覚のための巧妙な力学的メカニズムが仕組まれている.多くの触知覚メカニズムがまだ未解明で断片的ではあるが,本稿では,機械受容器に有益な触覚増強をもたらす皮膚構造や知覚対象に適切な指や手の構造について概観し,触覚の観点から人工の手を考察する.
研究
  • 下戸 健, 竹内 直英, 中西 義孝, 石川 篤, 日垣 秀彦
    2014 年38 巻1 号 p. 53-59
    発行日: 2014年
    公開日: 2016/04/16
    ジャーナル フリー
    指屈筋腱断裂の治療において,早期屈伸運動により可動域を再獲得するため,腱縫合術が行われるが,強度低下に伴う縫合部のギャップの出現は癒着の原因となり,可動域制限を起こしうる.そのため様々な縫合方法が模索されている.一方で,臨床上,腱の周囲縫合を行う場合には,軟部組織が周囲にあるため,全周性に縫合することは,患者への負担や時間のかかる大きな手術にもなる.したがって,半周性縫合が現実的なことも指摘されている.そこで本研究では,数種類の方法で縫合された人工靭帯に対して,生理的で鋭敏な試験である繰り返し荷重試験を行い,得られた結果に対し比較検討を行ったので報告する.
  • 仲谷 政剛, 小池 関也
    2014 年38 巻1 号 p. 61-73
    発行日: 2014年
    公開日: 2016/04/16
    ジャーナル フリー
    本研究では,定速の走動作における支持脚筋群について,その収縮様式を考慮した役割を明らかにすることを目的とした.踵接地タイプのランナー12名を被験者とした速度3.3[m/s]の走動作に対して,筋骨格モデルにより推定した支持脚筋張力,および全身の運動方程式を用いて,各筋の収縮様式別の筋張力による身体重心加速度に対する貢献を算出した.その結果,下腿三頭筋は,制動局面においては主に伸張性,推進局面においては主に短縮性収縮による筋張力によって,身体の支持および推進に大きく貢献することが明らかとなった.また,大腿直筋は支持期を通して伸張性,広筋群は制動局面においては伸張性,推進局面においては短縮性収縮による筋張力によって,身体の支持および制動の役割を担っていることがわかった.さらに,背屈筋群は,伸張性収縮による筋張力によって,踵接地後の衝撃を緩和していることが明らかとなった.
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