筑波大学教育課程編成支援システム

02RB232 神経運動制御

2.0 単位, 1・2 年次, 春C 火・木5,6
井澤淳

授業概要

私達は素早く滑らかで巧みな運動を数百ミリの潜時で生成することが出来るだけなく、運動中の外界の変化に対してもオンラインで素早く修正動作を行うことが出来る。この脳における運動制御システムの巧妙さは、我々が同等の機能をロボットによって実現しようと試みた時に、その困難さに直面することで、より一層明確に理解することが出来る。本授業では、脳と身体が運動を生成するメカニズムをシステム工学の立場から整理し、ロボット工学や制御工学の言葉を用いて脳機能の理解を行う事を通じ、人が関わるシステムを設計する際の設計原理となる実践的な知識体系としての「神経運動制御」を身につける。また、講義内容の理解を補足する目的で、運動計測実験の実際も経験する。

備考

本プログラムの学生以外が受講する場合は担当教員の許可を得ること.
西暦奇数年度開講。

授業形態

講義

授業形態の補足

最低開講人数 2人

教育目標との関連

「分野横断力」における「幅広い専門知識と経験」に関連する

授業の到達目標

脳が身体運動を制御するメカニズムに関してシステム工学的な枠組みを用いて理解し、ユーザ要素が関わるシステム設計へ運用することが出来る。

キーワード

身体性システム科学, 計算論的脳科学, 生体とロボットにおける運動制, Human-Motor-Control, Computational-Neuroscience

授業計画

1)	脳・計算理論・ヒューマンロボティクス Introduction to Human Robotics
2)	感覚入力‐運動計画マップの脳内表現 Sensorimotor Map
3)	筋骨格系とインピーダンスネットワーク Impedance Networks
4)	伸張反射のメカニズムとフィードバック制御 Feedback Control Mechanism in Reflex
5)	視覚の変化に対するオートパイロット制御 Autopilot visuomotor control
6)	身体ダイナミックスの脳内表現 Cortical Representation of body dynamics
7)	筋力分配問題とシナジー Muscle Force Distribution and Functional Synergy
8)	随意運動のプランニングと最適性 Optimality in Voluntary Movements
9)	運動計測実習 Laboratory Work in Human Movement Measurement

履修条件

微分方程式、線形代数、制御工学などの知識
Matlabなどのプログラミング

Linear Algebra, Differential Equation, Control Engineeringm and Programming(Matlab)

成績評価方法

期末試験は実施しない

プログラミングを含む宿題の提出(80%)
演習課題 (20%)

Homework(80%)
Lab work(20%)

授業外における学習方法

教科書

参考書

1. The Computational Neurobiology of Reaching and Pointing, Reza Shadmehr and Steven P.Wise (MIT Press)
2. Human Robotics: Neuromechanics and Motor Control, Etienne Burdet, David W Franklin, and Theodore E Milner( MIT Press)
3. 身体知システム論伊藤宏司(共立出版)

オフィスアワー

随時、但し事前にメールで連絡

100000335

シラバス参照