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J-GLOBAL ID：201103090379925866

身体力学計算方法、身体力学計算プログラム及びそれを記録した記録媒体、身体力学モデル及びそのモデルデータを記憶した記録媒体

Inventor： 中村 仁彦 ,  山根 克 ,  鈴木 一郎 ,  栗原 一貴
Applicant, Patent owner： 独立行政法人科学技術振興機構
Agent (1)： 橋爪 健
Gazette classification：特許公報
Application number (International application number)：2002154853
Publication number (International publication number)：2003339673
Patent number：4212022
Application date： May. 29, 2002
Publication date： Dec. 02, 2003
Claim (excerpt)：

【請求項1】 骨格を表す剛体リンクに関するデータ及び筋・腱・靭帯を表すワイヤ/バーチャルリンクに関するデータにより定義された身体モデルに対して、ワイヤ/バーチャルリンクに発生される力又は発生する力から剛体リンクの運動を計算する力学計算方法であって、 前記身体モデルは、 人体、生物又は動物等の身体の筋・腱・靱帯を表現したワイヤ及びワイヤ間に接続されるバーチャルリンクに関するデータと、骨を表現した剛体リンクに関するデータとで表現され、 前記剛体リンクは、複数自由度の関節を表現するジョイントで複数個が結合されて、骨格を構成し、 前記ワイヤは、前記剛体リンクで表された骨の所定個所に固定された始点及び終点間を結び、骨に固定された0個以上の滑りを許す経由点を通り、前記剛体リンクの動きに応じて長さと張力が変化し得るように構成され、 前記バーチャルリンクは、複数の前記ワイヤの始点又は終点が固定されるように構成され、 前記ワイヤ及び前記バーチャルリンクに発生される力及びワイヤの長さと前記剛体リンクの運動とが相互作用するようにした、 筋・腱・靭帯・骨格の身体モデルであり、 処理部は、力学計算の対象となる剛体リンク及びワイヤ/バーチャルリンクの形状及び力学データを含むモデルデータをモデルデータファイルから読み込むステップと、 処理部は、身体モデルに与えられる、ワイヤ/バーチャルリンクに発生される又は発生する発生力fを発生力ファイルから読み込むステップと、 処理部は、剛体リンクの角度・位置・速度を記憶した剛体リンクファイルから現在の剛体リンクの角度・位置・速度を読み出すステップと、 処理部は、モデルデータ及び剛体リンクの角度・位置・速度に基づき、各ワイヤの長さの関節角度に関するヤコビアンJLを計算するステップと、 処理部は、求めたヤコビアンJLに基づき、読み出した筋・腱・靭帯の発生力fを、次式により、剛体リンクの接続箇所での力である一般化力τGに変換するステップと、 τG=JLTf 処理部は、一般化力ファイルに求めた一般化力τGを記憶するステップと、 処理部は、一般化力τGと剛体リンクの現在の角度及び速度に基づき、一般化力τGを受けた結果発生する運動について、全身の剛体リンクの加速度を求め、求めた加速度に基づき、順力学計算法により各剛体リンクの速度及び位置を計算するステップと、 処理部は、求めた剛体リンクの角度・位置・速度を剛体リンクファイルに記憶するステップと、 を含む筋・腱・靭帯・骨格の力学計算方法。

IPC (3)：

G06F 17/13 ( 200 6.01) ,  A61B 5/11 ( 200 6.01) ,  G06Q 10/00 ( 200 6.01)

FI (4)：

G06F 17/13 ,  A61B 5/10 310 G ,  A61B 5/10 310 Z ,  G06F 19/00 100

Patent cited by the Patent：

Cited by examiner (3)

• 逆解析手法による多関節筋力特性の測定法
  Gazette classification：公開公報   Application number：特願平8-096905   Applicant：長谷川光彦, 塩野谷明
• 筋電信号の正規化基準値算出方法、内的力基準値算出方法、収縮度算出方法、内的力算出方法及びこれらの装置
  Gazette classification：公開公報   Application number：特願2000-106301   Applicant：財団法人理工学振興会
• 多関節マニピュレータの柔軟性設定方法および制御装置
  Gazette classification：公開公報   Application number：特願平7-069877   Applicant：富士通株式会社

Article cited by the Patent：

Cited by examiner (4)

• “筋運動制御系のインピーダンス調節機構と手元操作性”
• “膝6自由度機構モデルに対する力,モーメントの数学的記述”
• “一般的な構造可変リンク系の運動計算-ヒューマノイドのシミュレーションへの応用-”
• “構造変化を伴うリンク系の動力学計算法とヒューマンフィギュアの運動計算”