著者

森田 寿郎

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 = Journal of the Society of Biomechanisms (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.30, no.4, pp.200-204, 2006-11-01

参考文献数

11

被引用文献数

2 4

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空間内で姿勢変化する多関節リンク機構について,関節の自重トルクを完全に補償する機構の設計原理および動作支援技術への応用方法を解説した.その要点は,平行リンクを用いた姿勢変化と自重トルクの非干渉化,ばねを用いた正確な自重補償トルクの発生,3軸が直交する関節モジュールの設計方法から成っている.機構の応用事例として,4自由度垂直多関節マニピュレータとトルク補償型肩装具の構成方法と評価結果を紹介した.自重補償を備えたマニピュレータが先端リンク姿勢に依存せずに正確な補償トルクを発生できること,従来型マニピュレータと比較して,可搬重量,最大速度,最大加速度の全てにおいて高い性能が得られることを示した.装具については,日常生活動作に必要な可動域を満たしていること,挙上動作時の三頭筋・僧帽筋の活動が有意に減少すること,肘の自由な運動を損なわずに食事動作を補助できることを示した.

著者

塩田 耕三 奥 眞純

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.24, no.2, pp.99-106, 2000

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スポーツ芝の歴史として,国立競技場でのアジア大会以降の変遷と,最近の主流となった砂質系床土に至る経緯を紹介すると共に,地中給排水システム(GOAL システム = Grass On Aqua Lines)の特長について説明する.芝生の床土表層に砂入り天然繊維マットを設置し,下層に砂と火山成粗粒土を混合した砂質系床土を設けることで耐固結性と保水性の向上を実現し,芝生の生育のみならず,運動競技者の身体にも適した床土構造となることを,各種の土質力学試験結果から考察する.加えて,施工事例の紹介を行う.

著者

國澤 尚子 新村 洋未 小川 鑛一

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.17, pp.195-205, 2004 (Released:2005-04-15)

参考文献数

6

被引用文献数

1

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The objectives of the current research were to clarify differences in beginners' and nurses' techniques for manipulation of a syringe and to propose methods of education for mastering quick and accurate techniques. In this paper, differences in techniques for manipulation of a syringe by nursing students and nurses are discussed from two perspectives. One is the effects of combining the syringe and injection needle in terms of the pressure in the syringe. The other is differences in methods of grasping the syringe. Based on these results, problems relating to adjustment of the force used by a nurse to manipulate a syringe and contact of the fingertip with the plunger become apparent.For measurement of the pressure in the syringe, a processed syringe is connected to a strain gauge type of force conversion device and strain is converted to pressure. For pressing of the plunger, hypodermic injection and extrusion of a drug solution into a vial were performed. For drawing of the plunger, collection of blood and suctioning from a plastic ampule were performed.With regard to pressure in the syringe, the maximum gauge pressure was large for a finer injection needle when the syringe was the same size in all techniques for nursing students as well as nurses. In simulated hypodermic injection, nursing students had a larger maximum gauge pressure with a larger syringe with the same injection needle. However, nurses considered the effects on the body and adjusted force so that the maximum gauge pressure did not increase. Because extrusion from a syringe and suctioning from an ampule are techniques that do not insert a needle in the body, nurses added substantial force and manipulated the syringe in a short period of time. In addition, limits for the addition of force were also considered.Based on classification of patterns of waveforms with regard to drawing of the plunger in suctioning from an ampule, nursing students often had multiple valley-shaped waveforms. Patterns produce waveforms like this because the syringe is passed from hand to hand. Differences in the appearance of waveforms due to the size of the syringe were noted for nurses, indicating separate use of methods of manipulating a syringe plunger as needed.With regard to the grasping of a syringe, nursing students grasp it so as not place their fingertip in contact with the plunger. This is because they are taught in class not to make contact with the plunger based on the perspective of preventing infection. However, a majority of nurses make contact with the plunger when drawing the plunger. That is, making contact with the plunger for drawing of the plunger is a technique in which the plunger is easy to manipulate. Nurses may have adopted an efficient method in clinical settings. Even if the stance that contact with the plunger should be avoided to prevent infection is learned, making contact with the plunger as experience is acquired leads one to conclude that education in techniques for manipulation of injections is vague. Having nurses change the techniques they have acquired is difficult, so sterile gloves should be worn as a general rule when manipulating a syringe.In the future, force added to the suction head of a syringe plunger will be measured and the relationship with internal pressure will be verified.

著者

青木 慶 山崎 信寿 井上 剛伸 山崎 伸也 三田 友記

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.17, pp.217-226, 2004 (Released:2005-04-15)

参考文献数

9

被引用文献数

2 1

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This paper describes the optimization of hip joint characteristics of a hip disarticulation prosthesis. We attempted to optimize the characteristics for improved ability to walk using our passive walking model, which can walk by utilizing mechanical properties of rigid body segments and joint resistance.In order to understand how the hip disarticulation prosthesis gait is performed, we interviewed two hip disarticulation prosthesis users. The interviews showed that practical gait in daily life is different from the gait at a training stage. These two types of gaits were named “practical gait” and “training gait.” Users indicated that the training gait velocity was slower than that of the practical gait. Moreover, in the practical gait the heel contact on the prosthesis side was more natural in comparison with the training gait.Gait measurements showed that the lumbar angle pattern has rapid extension and lateral bending involving the swing prosthesis in training gait. Step length on the sound side is in agreement despite the different types of gait. In practical gait, step length on the sound side agrees with that on the prosthesis side. Gait velocity in practical gait compared with training gait was 28% faster with subject 1 and 7% faster with subject 2. Therefore, practical gait has an improved gait velocity by swinging the prosthesis, as step length on each side is the same. Motion of prosthesis is achieved not by sound lower extremities but by lumbar flexion, extension, and lateral bending. Furthermore, practical gait reduces lumbar motion as much as possible, and reduces muscle force around the lumbar area.We developed a passive swing model by applying the above characteristics. This model is composed of eight rigid segments: upper torso, pelvis, upper extremities, thigh, shank-foot. Each joint has passive resistance by ligament. The sound hip and lumbar joint have active moments by muscle, which were obtained from measurement. The objective function for practical gait is defined by the following parameters: (1) difference of each step length, (2) amplitude of active moments, (3) difference of cycles between gait patterns and active moments. As these parameters are minimized, postures of segments, translational velocity, angular velocities and cycle, and amplitude of active moment are recorded. In comparison of subjects, calculated motion patterns on the prosthesis side were well in agreement, so this model is available to estimate hip joint characteristics.When this model simulates a condition of the current hip elastic characteristic weakened by half, the gait velocity is 6% faster and amplitude of lumbar lateral bending moment is reduced 26%. For this reason, weakening current elastic characteristics around the hip joint can easily control the swing of the prosthesis. As a result, adjustment of the hip elastic characteristic can improve the walk capability.

著者

山田 宏 松村 仁 森田 大作

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.17, pp.173-184, 2004 (Released:2005-04-15)

参考文献数

17

被引用文献数

1 1

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This theoretical investigation of the mechanics of the vascular endothelial cells that line the luminal side of blood vessels focused on two points. First, we formulated a hypothesis on the orientation of stress fibers, i.e., bundles of actin filaments, under cyclic deformation, and used numerical simulation to predict their orientation under various types of substrate deformation. Second, we created a finite element model of cultured endothelial cells adhering to a substrate, i.e., a silicone membrane, and a vascular endothelial cell on the luminal side of a vascular wall, and used finite element analyses to determine the stress and strain under various types of deformation.To predict the orientation of stress fibers, we hypothesized that they are oriented only in the direction in which the strain component in the fiber direction does not exceed the strain limit, either with maximum deformation of the substrate or during deformation of the substrate. We found that stress fibers have a minimum length during the process of substrate stretching, and investigated the importance of considering substrate deformation during cyclic stretching. The numerical simulation showed that the effect is small over the physiological range of cyclic deformation experienced in blood vessels. We also predicted the out-of-plane orientations of stress fibers during cycles of simple elongation, pure uniaxial stretching, and equibiaxial stretching. With cyclic equibiaxial stretching and the assumption of a certain cell height, the predicted orientation of stress fibers agreed with the reported range of orientation of the actin cytoskeleton.Second, using finite element modeling and analyses, we modeled a cell adherent to a substrate and a vascular endothelial cell on the luminal side of the vascular wall. We assumed that a cell consists of a nucleus and cytoplasm, and that both are incompressible, isotropic, hyperelastic materials. We also assumed that the bottom surface of the cell completely attaches to the substrate surface. The analyses of the stress and strain in the cell showed that the strain was greatest at the substrate and decreased in higher positions in the cell; the amount of strain in the top region of the cell depended on its shape. Moreover, the existence of the nucleus caused a complicated distribution of stress and strain in the cytoplasm. This result provides important information for predicting the orientation of stress fibers with nonuniform deformation of a cell.

著者

幸村 琢

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.27, no.4, pp.192-196, 2003 (Released:2004-05-21)

参考文献数

24

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本稿では, コンピュータグラフィクスの動作生成手法のうちバイオメカニクスや人間工学においても応用可能である時空間制約(spacetime constraints), 逆運動学(inverse kinematics), 実時間反応動作生成について紹介する. また, これらの手法とバイオメカニクス分野で用いられる筋骨格モデルを組み合わせた筆者らの研究も紹介する. コンピュータグラフィクスにおいて人体動作を生成する手法は見た目重視だと考えられがちであるが, 近年は力学シミュレーションやバランス制御を重視した研究が多くなされており, バイオメカニクスや人間工学などへのさまざまな応用が考えられる. 以下では, そのようなトピックスをいくつか取り上げる.

著者

森 政弘

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌

巻号頁・発行日

vol.6, no.2, pp.1-3, 1982

著者

山崎 信寿

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム

巻号頁・発行日

vol.3, pp.261-269, 1975

被引用文献数

7 16

著者

梅谷 陽二

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 = Journal of the Society of Biomechanisms (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.32, no.1, 2008-02-01

著者

小川 鉱一 森 政弘

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム

巻号頁・発行日

vol.5, pp.121-129, 1980

被引用文献数

6

著者

石田 明允

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.32, no.1, pp.8-8, 2008 (Released:2009-07-15)

著者

加藤 了三 森 政弘

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム

巻号頁・発行日

vol.5, pp.259-268, 1980

著者

松丸 隆文

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.29, no.3, pp.139-145, 2005-08-01

被引用文献数

3 2

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人工機械システムに対する恐怖感や違和感を排除するには,外見を人間型や動物型にするだけでなく,サイズと性能・機能の関係などにおいて,人間の常識,経験知・暗黙知に合致した形態・動作が必要だと考える.具体的には,移動ロボットやヒューマノイド・ロボットにおいて,その次の行動・意図が,それを見ている周囲の人間によって予測しやすい形態・動作を考えている.本稿は,まず人間機械系の情報動作学の応用展開における研究項目と手順を説明し,つぎにこれまでに入手した資料から得られている知見のいくつかを,(1)形態からの運動予測と(2)連続動作・予備動作からの運動予測に分類し,その応用・適用方法に言及しながら論じる.

著者

久野 譜也

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.24, no.3, pp.148-152, 2000

参考文献数

2

被引用文献数

7 2

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基本的な運動機能である走及び歩行機能に及ぼす大腰筋の重要性について概説した.走機能に関しては,陸上競技の短距離選手,サッカー選手及びコントロールにおける各被験者の疾走タイムとMRIにより求めた大腰筋横断面積の関係を検討した.その結果,陸上競技の短距離選手においてのみ両者の間に高い正の相関関係を認めた.この結果は,"速く走る"という機能に対して,大腰筋の役割の重要性を示唆するものである.次ぎに,歩行機能における大腰筋の役割を検討するために,加齢による歩行機能(速度,歩幅,前傾姿勢など)と大腰筋横断面積との関係を,20-80歳代の約200名を対象に検討した.全体的傾向としては,加齢に伴い,いずれも低下及び減少を示した.しかしながら,それらの能力は生活習慣及び運動習慣の影響を強く受け,大腰筋横断面積の維持が老化による歩行機能の低下抑制と密接な関係にあることが示唆された.

著者

福井 勉

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.24, no.3, pp.153-158, 2000

参考文献数

12

被引用文献数

5 5

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大腰筋は姿勢や動作に大きく関与する筋である.その長さとともに,身体における位置が非常に特異的である.身体重心位置を大きく覆っているだけでなく,身体重心高位となる骨盤には付着していない.そのため上半身と下半身に身体を分割して考えるとその間を結ぶ蝶番の機能を持つように見える.股関節制御は身体重心を移動させまいとする姿勢反応である.通常,体幹筋と大腿筋がこの制御に関係するが,大腰筋が本制御の核となっている可能性が高い.本筋筋力低下恵者に大腹筋をトレーニングすることによって身体バランスが改善する.大腰筋機能は[1]股関節制御能力,[2]股関節と腰椎の分離運動能力に集約されるのではないかと考える.

著者

浅見 高明

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.12, no.2, pp.41-42, 1988-05-01

著者

松田 美佐

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.28, no.3, pp.129-135, 2004-08-01

参考文献数

44

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本稿では,監視社会化が進みつつある中,急増するカメラ付きケータイの「位置」を探ることを目的とする.カメラ付きケータイは個人的な「楽しみ」のために利用されているものの,監視システムがネットワーク化,データベース化する中で,結果として,監視のための「端末」となる可能性をもっている.そこで,監視カメラの遍在する現状を紹介しながら,今日的な監視システムをとらえるには相互監視モデルが有効であることを示した上で,そのようなシステムの拡がりを,「安全」「信用」「配慮」という三つのキーワードで分析し,カメラ付きケータイが占める「位置」を模索する.

著者

今水 寛

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.25, no.4, pp.152-160, 2001

参考文献数

18

被引用文献数

1

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人間は目や耳を通して外部世界から情報を得て,適切な情報処理を行い,外部世界の対象物に働きかけている.言語や思考など,人間に特有と考えられている高度な脳機能や知性は,氷山の一角で,海面下でそれらを支えているのは,他の動物にも遍く備わる感覚情報処理機能や運動制御機能である.特に感覚と運動を統合する機能は重要であると考えられる.筆者らは,コンピュータ7ウスと対応するカーソルの間に回転変換を入れて,わざと使いにくくしたマウス(回転マウス)の操作を,被験者がどのように学習するかを詳細に調べた.その結果は,感覚運動統合を学習する脳の仕組みと,感覚運動統合を基礎とした高次認知機能を解明する糸口となった.

著者

生田 幸士

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.32, no.3, pp.141-146, 2008 (Released:2010-12-13)

参考文献数

21

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新原理と新概念にこだわったマイクロ・ナノマシン技術と,数ミクロンの細胞から深部臓器まで,異なるスケールの生体を対象とした未来医用ロボティクスの世界を述べる.光で造り,光で動かすナノマシンについては,素材,作製手法,駆動制御からリアルタイムの力計測まで完成し,今や細胞の力学特性も精密に測定できるようになった.さらに,化学 ICと名づけたマイクロプラントや生分解性の人工毛細血管デバイスまで到達した.

著者

湯 海鵬 豊島 進太郎 星川 保 川端 昭夫

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.27, no.1, pp.37-42, 2003-02-01

被引用文献数

4 5

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本研究は,介護作業の中で,最も体に負担の大きいと言われる車椅子への移乗動作を三次元的撮影し,映像データに基づいて介護者の重心の変位,関節角度および身体エネルギーを算出した.理学療法士(PT)と社会福祉学専攻学生の介護動作との比較検討を行い,車椅子への移乗動作の特徴を明らかにした.学生に比べPTの作業時間と作業距離が短かった.身体の姿勢については,PTはできるだけ腰への負担を軽減するために,大腿の筋群を主に用いて被介護者を抱き上げ,腰掛けさせるという動作になっている.このような動作は,身体の上下動が大く,力学的仕事の量も多くなる可能性はあるが,腰の保護と腰痛の予防には有効な動作と考えられる.