実験Ⅱ(歩行運動の自然さ評価) 実験課題 7分間の協調歩行 被験者 健康な男子大学院生5名, 右足ひざ関節を固定 提示する音 伴奏が四分音符で構成された音楽 “線路は続くよ” Walk-Mateで用いられるステップ音 実験設定 1-a. 1-b. 2-a. 2-b. 相互適応型のテンポで音楽を提示 (提案システム) 相互適応型のテンポでステップ音を提示 (Walk-Mate) 一定テンポで音楽を提示 一定テンポでステップ音を提示 比較実験1. 比較実験2. ひざ関節を固定しない状態で単独歩行(健常時の歩行) ひざ関節を固定し、単独歩行(擬似障害の歩行) 実験Ⅱ(歩行運動の自然さ評価) 評価指標 本研究では1/fn型の周波数特性によって定量化し、健常者の 特性と比較することで自然さの指標とする 解析方法 1. 2. 3. 4. 7分間の歩行実験において得られる300回の歩行周期から前 半の適応期間を考慮して280回分の歩行周期を使用 DFTによる周波数解析 得られた周波数パターンに対し、累乗近似 累乗近似の指数部分を周波数特性の特徴量として定義 歩行運動の自然さ(相互適応型テンポ) 100 Proposed system 100 10 Power Power 10 Walk-Mate 1 0.1 1 0.1 0.01 0.001 0.01 0.1 1 Frequency 0.01 0.001 0.01 0.1 1 Frequancy 1.2 Gradient n 1 0.8 0.6 ** 0.4 ** 0.2 0 -0.2 Normal Alone Proposed Walk-Mate 提示する音によらず低周波成分が パワーが強く高周波成分のパワー が弱く現れる 特に音楽を提示した場合は低周波 のパワーが強くなり、健常歩行時の 周波数特性とほぼ同じ特性を示す 歩行運動の自然さ(一定テンポ) Music 100 100 10 Power Power 10 Step sound 1 0.1 1 0.1 0.01 0.001 0.01 0.1 1 0.01 0.001 0.01 0.1 1 Frequency Frequency 1.2 Gradient n 1 0.8 0.6 0.4 ** 0.2 0 ** ** Music Step sound -0.2 Normal Alone 提示する音によらず低周波成分の パワーが無くなり近時直線は右肩上 がりになる 擬似障害での単独歩行時とほぼ同 様の特性を示す 実験Ⅱのまとめと考察 相互適応型のテンポを提示した場合 歩行周期の周波数特性の低周波成分が増大した 提案システムを用いたほうが低周波成分がより増大し、健常歩行の特性 に近づいた 一定テンポでリズムを提示した場合 歩行周期の周波数特性の低周波成分が減少した 提案システムを用いるとその歩行特性は 健常な状態に近づくと考えられる
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