筋骨格モデルによる疲労度と運動性能解析技術（研究紹介）

目的

高齢化社会の進行と共に，人の運動をサポートする器具の開発や，適切なリハビリテーション実施方法の検討等に対する需要が高まるが，そのためには人体の疲労度と運動性能を定量的に解析・評価する技術の確立が求められる．従来筋骨格の特性は時間軸上での各筋肉の筋活性度と関節まわりの駆動トルクで評価していたが，運動トータルとしての評価に課題があった．自動車などの運動性能を評価する駆動パワーと，その駆動パワーを生むパワーユニットの運動の激しさを表す角運動量を用いて，人の運動における下肢関節まわりの各筋肉の負担度や疲労度を考察する．

技術概要

●膝関節まわりの駆動パワーと各筋肉の角運動量の求め方
各関節まわりの各筋肉の角運動量の算出に必要な筋活性度推定のため，図1に示すSCOT L.DELPらの下肢筋骨格モデルを利用した． i番目の筋肉の等尺性最大収縮力 ，筋の長さ ，筋が腱に付着する角度 については，SCOT L.DELPらの値を使用する．筋活性度推定計算は，筋骨格モデル動作解析ソフトウェアのSIMMを用いて行った．求めた各筋肉の筋活性度αiを用いて図２に示す手法で，関節まわりの駆動パワーとその
パワーを生むのに働いた各筋肉の角運動量を求める．

用途

●人の運動をサポートする器具（パワーアシスト，義足等）の開発
●膝ＯＡ症などのリハビリテーションへの応用
●スポーツ科学（スポーツ選手のトレーニング等）への応用